分光法とは、光のスペクトルを研究する学問です。光がプリズムや回折格子を通過すると、構成波長に分解されます。その結果得られるスペクトルには、吸収線と呼ばれる暗線や、発光線と呼ばれる明線が含まれます。それぞれの元素は固有のスペクトル線パターンを生成します。天文学者はこれらのパターンを読み取ることで、恒星、銀河、惑星が何で構成されているかを判断できます。

この技術は19世紀にグスタフ・キルヒホフとロベルト・ブンゼンによって開発され、各元素が固有のスペクトル特性を持つことを示した。天文学者たちはすぐにこの技術を太陽に適用し、地球上でヘリウムが発見される前に太陽を発見した。以来、分光法は天文学において最も重要なツールとなっている。

分光法は組成だけでなく、様々な情報を明らかにします。スペクトル線のシフトは運動を、線の広がりは温度と圧力を、線の分裂は磁場を、連続スペクトルの形状は塵の存在を示します。天文学者が天体の物理的性質について知っていることのほぼすべては、分光法から得られたものです。

現代の分光器は驚くほど高感度だ。恒星の揺れを測定することで惑星を検出できる。宇宙の膨張を測定できる。系外惑星の大気中に生命の痕跡を探せる。スペクトルは宇宙のバーコードであり、天文学者たちはその読み方を習得したのだ。