분광학은 빛의 스펙트럼을 연구하는 학문입니다. 빛이 프리즘이나 회절 격자를 통과하면 구성 파장으로 퍼져 나갑니다. 그 결과 생성되는 스펙트럼에는 흡수선이라고 하는 어두운 선과 방출선이라고 하는 밝은 선이 나타납니다. 각 원소는 고유한 스펙트럼 패턴을 만들어냅니다. 천문학자들은 이러한 패턴을 분석하여 별, 은하 또는 행성이 무엇으로 구성되어 있는지 알아낼 수 있습니다.

분광학은 19세기에 구스타프 키르히호프와 로버트 분젠에 의해 개발되었으며, 이들은 각 원소가 고유한 스펙트럼 특징을 가지고 있음을 보여주었습니다. 천문학자들은 이 기술을 태양에 빠르게 적용하여 지구에서보다 먼저 헬륨을 발견했습니다. 이후 분광학은 천문학에서 가장 중요한 도구가 되었습니다.

분광학은 구성 성분뿐만 아니라 더 많은 정보를 알려줍니다. 스펙트럼선의 이동은 운동을 나타내고, 선의 폭은 온도와 압력을, 선의 분리는 자기장을, 연속 스펙트럼의 형태는 먼지의 존재를 알려줍니다. 천문학자들이 천체의 물리적 특성에 대해 알고 있는 거의 모든 정보는 분광학에서 얻은 것입니다.

현대 분광기는 놀라울 정도로 민감합니다. 별의 흔들림을 측정하여 행성을 탐지할 수 있고, 우주의 팽창을 측정할 수 있으며, 외계 행성 대기에서 생명체의 흔적을 찾을 수도 있습니다. 스펙트럼은 우주의 바코드와 같으며, 천문학자들은 이를 읽는 법을 터득했습니다.