李龙臣 2005年01月01日 11:11
不同物质辐射不同波长的电磁光谱，不同波长的电磁光谱反映物质的不同温度。因而分析天体的电磁光谱，可以知道天体的物质成分和温度。
这里我们先以可见光为例来说明不同波长对应不同的物质元素。
我们知道，可见光是不同波长的混合光，波长从390纳米到700纳米，每一种波长对应一种颜色，波长最短的是紫色，最长的是红色，两者之间以紫、青、蓝、绿、黄、橙、红的次序过渡。因而，可见光也是不同颜色的混合光。
通过棱镜或衍射光栅，可把可见光分解成从紫到红连续排列的光谱。
研究发现，不同元素可在1~3个波长上发出可见光。举例如下：
铁：373、375和382纳米；
镁：383、384和518纳米；
硅：390纳米；
钙：393和397纳米；
铝：394纳米；
氢：434、486和656纳米；
氦：467和588纳米；
氧：510和630纳米；
钠：589和590纳米；
……
在实验室里我们可获得这些标准光谱。然后将望远镜收集到的恒星或星际气体的光谱与其对照，就可知道它们是由哪些元素组成的，如一颗恒星在434、486、656和467、588纳米的波长上发光，则这颗恒星由氢和氦组成；一种星际气体在589、590纳米波长上发光，则它是钠气云。
以上是通过发射光谱分析天体成分。也可通过吸收光谱分析天体成分。如望远镜收集到的某恒星光谱，在434、486、589、590、656纳米波长上为暗线，这是因为该恒星发出的可见光在穿过它的大气层时，被氢和钠吸收了，表示它的大气中有氢和钠的成分。
理论和实验使我们知道，电磁辐射的频率越高，则它所携带的能量越大；天体的温度越高，能量越大，其电磁辐射的频率越高。温度在绝对零度（0K）以上的物体都有电磁辐射，稍高于0K的物体辐射射电波，宇宙背景的温度为2.7K，所以辐射微波；温度再高一些的物体辐射红外线，如人体温度为309K左右，所以辐射红外线，辐射红外线的高峰温度在1000K左右；温度9000K左右的物体辐射可见光，大多数恒星的表面温度为几千K，所以发射可见光；温度在2万K左右的物体辐射紫外线；温度在几百万K到1亿K的物体辐射X射线；温度几十亿K以上的物体辐射g射线。
望远镜收集到天体的电磁波后，它的摄谱仪将其按波长分解，以显示其辐射强度，而它的电子计算机则分析天体的温度和组成成分。
