Spektroskopie

Spektroskopie bezeichnet die Analyse von Licht oder anderer elektromagnetischer Strahlung, indem sie nach Wellenlängen aufgefächert und das entstehende Spektrum untersucht wird. In der Astronomie ist sie eines der wichtigsten Werkzeuge, um die physikalischen Eigenschaften von Sternen, Galaxien und anderen Himmelskörpern zu bestimmen, ohne diese direkt berühren oder besuchen zu können.

Das Licht eines Sterns zeigt charakteristische Absorptionslinien - dunkle Streifen im Spektrum, an denen bestimmte Wellenlängen von der Sternatmosphäre verschluckt werden. Jedes chemische Element hinterlässt dabei ein einzigartiges Linienmuster, das wie ein Fingerabdruck die chemische Zusammensetzung verrät. So stellte Gustav Kirchhoff 1859 fest, dass die Sonne Natrium enthält, und Joseph von Fraunhofer kartierte bereits früher die nach ihm benannten Absorptionslinien der Sonne.

Darüber hinaus ermöglicht der Doppler-Effekt im Spektrum die Messung von Radialgeschwindigkeiten: Entfernt sich ein Objekt, verschieben sich seine Spektrallinien zu längeren Wellenlängen (Rotverschiebung); nähert es sich, zu kürzeren (Blauverschiebung). Diese Methode erlaubt nicht nur die Bestimmung von Sternbewegungen, sondern auch die Entdeckung von Exoplaneten über winzige periodische Verschiebungen in Sternenspektren sowie die Messung der Expansionsrate des Universums.