Спектроскопия, применённая к космическим объектам, раскрывает свойства звёзд и галактик.Астрофизическая спектроскопия — это анализ света, излучаемого, поглощаемого или рассеиваемого небесными объектами, для определения их физических и химических свойств. Разлагая звёздный свет на составляющие его цвета, астрономы могут прочитать «отпечатки пальцев» элементов, измерить температуры, плотности и скорости, а также исследовать магнитные поля и распределение тёмной материи. Этот метод является основой современной астрофизики, превращая далёкие точки света в богатый источник информации о составе и эволюции звёзд, галактик и самой Вселенной.
Метод был разработан в XIX веке Йозефом фон Фраунгофером, который нанёс на карту сотни тёмных линий в солнечном спектре, а позже Густавом Кирхгофом и Робертом Бунзеном, установившими связь между спектральными линиями и химическими элементами. Первые спектры звёзд были получены Анджело Секки в 1860-х годах.
Когда свет проходит через призму или дифракционную решётку, он разлагается в спектр. Тёмные линии поглощения или яркие линии излучения появляются на определённых длинах волн, соответствующих электронным переходам в атомах и молекулах. Положение этих линий показывает, какие элементы присутствуют, а их смещение (эффект Доплера) указывает на движение к нам или от нас. Ширина и интенсивность линий дают информацию о температуре, давлении и плотности. Для галактик спектроскопия интегрального света позволяет определить звёздное население, темпы звездообразования и наличие активных ядер галактик.
Астрофизическая спектроскопия используется для измерения расширения Вселенной (красное смещение), для открытия экзопланет методом лучевых скоростей и для классификации галактик в крупных обзорах, таких как SDSS.
Элемент гелий был открыт в 1868 году по яркой жёлтой линии в спектре Солнца ещё до того, как его нашли на Земле.
| z | переменная | масштабный фактор или красное смещение в зависимости от контекста — масштабный фактор |
| ν | переменная | индекс Ханкеля — hankel index |
| τ | переменная | конформное время — conformal time с |
| '' | оператор | вторая производная по независимой переменной (здесь — по конформному времени) — вторая производная |
| B | переменная | Биспектр возмущений кривизны — bispectrum |
| k_1, k_2, k_3 | переменная | Волновые числа трёх мод — волновое число 1/м |
| f_{NL} | переменная | Параметр нелинейности — nonlinearity parameter |
| P | переменная | Спектр мощности возмущений кривизны — спектр мощности |
| B | переменная | биспектр — bispectrum м³ |
| k_1 | переменная | первое волновое число — волновое число 1/м |
| k_2 | переменная | второе волновое число — волновое число 1/м |
| k_3 | переменная | третье волновое число — волновое число 1/м |
| \Delta | переменная | спектральный наклон — безразмерный |
| \omega | переменная | частота осцилляций в логарифмическом масштабе — безразмерный |
| \propto | оператор | указывает, что левая часть равна правой части, умноженной на постоянный множитель — пропорциональность |
| \ln | оператор | натуральный логарифм — натуральный логарифм |
| \cos | оператор | тригонометрический косинус — косинус |
| j_n | переменная | Сферическая функция Бесселя порядка n — spherical bessel function |
| x | переменная | Радиальный аргумент (часто kr) — dimensionless argument |
| J_{n+1/2} | переменная | Обычная функция Бесселя полуцелого порядка — bessel function |
| n_s | переменная | Скалярный спектральный индекс — скалярный спектральный индекс |
| N | переменная | Число e-кратностей инфляции — e folds |
| ds^2 | переменная | интервал пространства-времени — интервал пространства-времени м² |
| dt | переменная | дифференциал координатного времени — time differential с |
| dr | переменная | дифференциал радиальной координаты — radial coordinate differential м |
| dΩ^2 | переменная | квадрат элемента телесного угла — квадрат элемента телесного угла |
| ρ | переменная | метрическая функция от r и t — metric function |
| λ | переменная | метрическая функция от r и t — metric function |
| r | переменная | радиальная координата — радиальная координата м |
