Спектроскопия — это наука об изучении световых спектров. Когда свет проходит через призму или дифракционную решетку, он разлагается на составляющие его длины волн. Полученный спектр содержит темные линии, называемые линиями поглощения, или светлые линии, называемые линиями излучения. Каждый элемент создает уникальный рисунок линий. Изучая эти рисунки, астрономы могут определить, из чего состоит звезда, галактика или планета.

Этот метод был разработан в XIX веке Густавом Кирхгофом и Робертом Бунзеном, которые показали, что каждый элемент имеет характерный спектральный отпечаток. Астрономы быстро применили его к Солнцу, открыв гелий еще до того, как он был обнаружен на Земле. С тех пор спектроскопия стала важнейшим инструментом в астрономии.

Спектроскопия позволяет узнать не только о составе. Смещение спектральных линий указывает на движение. Расширение линий позволяет определить температуру и давление. Расщепление линий выявляет магнитные поля. Форма континуума указывает на наличие пыли. Практически все, что астрономы знают о физических свойствах небесных тел, получено благодаря спектроскопии.

Современные спектрографы невероятно чувствительны. Они могут обнаруживать планеты, измеряя колебания звезды. Они могут измерять расширение Вселенной. Они могут искать биосигнатуры в атмосферах экзопланет. Спектр — это космический штрихкод, и астрономы научились его читать.