Нам известно, что изучение одного лишь спектра позволяет астроному узнать, из чего состоит находящаяся за много миллиардов миль звезда и какие в ней есть элементы, позволяют измерить температуру звезды, вычислить скорость ее движения и определить, к Земле или от Земли направлено это движение. Спектр состоит из линий, на которые распадается белый свет, когда он преломляется, проходя, например, через призму. Кроме различных цветовых оттенков, по всему спектру располагаются сотни параллельных линий. Они называются «фраунгоферовыми линиями» в честь их открывателя Фраунгофера.
Каждый химический элемент в газообразном или парообразном состоянии имеет свое собственное сочетание линий, занимающих свое место в спектре. Эти линии обозначают цвета, которые элемент, нагретый до свечения, поглощает из света. Это значит, что ученый может определить, из чего состоит любое вещество, независимо от того, на каком расстоянии оно находится. Каждый элемент имеет свою «темную линию», или спектр поглощения, отличающийся от спектра любого другого элемента. С помощью простого сравнения спектра изучаемого материала со спектрами известных элементов физик может определить, что это такое.
Другими словами, каждый элемент оставляет «отпечатки пальцев» в виде светового рисунка. Поскольку температура вызывает изменения в положении спектральных линий элемента, астрономы способны многое сказать о температуре звезд, удаленных на миллиарды миль. Когда звезда движется в нашу сторону, линии спектра смещаются в направлении фиолетовой части спектра. Если же звезда движется от нас, линии смещаются в направлении красной части. По степени перемещения ученые рассчитали, что некоторые звезды мчатся в пространстве со скоростью 150 миль в секунду!