宋轶晗

首先，现代望远镜都是通过电子元件（CMOS、CCD等）把光转换成数字信号，这样做的好处是可以探测更暗的天体。左侧是我们肉眼看到的天空，右侧则是望远镜看到的天空。4米的光谱望远镜可以观测到比人眼看到最暗的星还要暗40万倍的星（人眼最暗可以看到6等星，望远镜19等星）。见图1。

得到了星光之后，我们就需要对光进行色散。就如同雨后的彩虹把阳光散成各种颜色一样，我们能够得到星光在不同波长处的流量。我们生活中的每一种颜色都对应着特定的波长，比如红色光的波长为625-740纳米、绿色光的波长为500-565纳米、蓝色光的波长为485-500纳米。经过这波操作之后，我们看到的一闪一闪的星光就变成了下面这个样子。见图2。

我们将其称之为光谱。是不是有点股票走势图的感觉？科学家们通过分析发现，恒星光谱中最高的地方的波长与这颗恒星的温度非常相关，最高点越偏向蓝端，恒星越热。相反，最高点越偏向红端，恒星的温度也就越低。我们的太阳温度大约为5778K（K代表温度单位开尔文）。图2是太阳与高温星和低温星的光谱。

我們发现光谱不仅能告诉我们星星的温度，还可以告诉我们更多的信息。每个恒星的光都是它的内核通过核聚变产生出来的，光在向外辐射过程中，会经过厚厚的、没有参与聚变反应的恒星大气，大气中的原子、分子会选择它们喜欢的特定波长的光吸收掉，这就形成了光谱中的吸收线和吸收带。我们不但可以根据光谱中吸收线对应的波长，判断出是什么原子、分子吸收掉了光，还可以根据吸收线的深度和宽度来判断恒星大气的成分。

而利用光谱的谱线，还可以得到恒星的速度和星系的距离。那怎么利用谱线测量呢？在说明之前我们要先介绍一个知识点：多普勒效应（如图3）。

多普勒效应是指星光的波长会随着星星与地球间的相对速度发生改变。当星星朝我们飞行的时候，光的波长会往蓝色方向移动;当星星远离我们的时候，光的波长会朝红色的方向移动。那么我们就可以通过测量谱线偏移了多少来计算星星的移动速度。我们把这个沿着我们视线方向移动的速度称之为视向速度或者红移（对于恒星我们用视向速度，对于星系我们用红移表示）。

现在如何利用谱线测量恒星速度我们大概知道了，那么怎么测量星系的距离呢？因为我们的宇宙在膨胀.越远的天体会越快速地远离我们，我们就可以通过不同天体远离我们的速度差来估算它们之间的距离了。而这个速度，就是我们上面提到的红移。其实，通过光谱我们还可以了解星星更多的信息。每当我们对宇宙有了新的发现的同时，更多的未知就会摆在我们面前。让我们一起努力吧！