太阳的身份证光的奥秘

　　上篇讲到我们平时所见的光是属于可见光，而在其余波长范围的光是肉眼不可见的；光对天文学的发展起到了巨大作用，它让科学家们不用特地跑到恒星上去，就能掌握恒星的相关属性；科学家们对光谱的研究，从牛顿爵爷利用三棱镜将阳光分成各种单色光开始，到夫琅禾费利用光谱仪观察到数百条光谱暗线，这些现象统统都在暗示这一个问题，宇宙中的光线，里面蕴含着重要信息。
　　光
　　因此，这篇科普文就是承接上篇《光——连接人类和宇宙的桥梁》的第二篇文章，我们将在此从光谱中出现的暗线入手，为大家讲解太阳的＂身份证＂（也就是太阳内部的各种组成成分）是如何得来的。
　　夫琅禾费
　　当夫琅禾费利用他刚发明的光谱仪再次对太阳光进行分解时，依旧发现了光谱中存在暗线，但不同于沃拉斯顿的发现，他这次发现的暗线数量足足有上百条之多，而非寥寥数条。这时候，问题就严重了，因为对这些暗线的由来，大家一筹莫展，谁也不知道为什么。遗憾的是，这个问题直到1826年夫琅禾费去世都没有被解决。
　　光谱仪
　　转眼间，时间过去了33年，这时候两位德国科学家出现了，他们分别是＂古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫＂和＂罗伯特·威廉·本生＂（没错，就是那位在电学上提出基尔霍夫电路定律的大佬），他们合作发明了光谱分析法（这一方法甚至在后来被誉为＂化学家的神奇眼睛＂）。
　　基尔霍夫
　　罗伯特·威廉·本生
　　他们发现在加热一些元素时，那些元素所发出的光谱中会存在一些亮线，而且关键在于不同元素的亮线位置是不一样的，这是一条很重要的信息。因为照此反推，他们就有可能通过这样的手段发现新的元素。（事实证明，他们是正确的，铯元素和铷元素就是这样被发现的）
　　但这和太阳光谱不相关啊，甚至是完全相反的，因为太阳光谱出现的是暗线，而不是什么亮线 。这时候，我们的基尔霍夫大佬出马了，他发现当某元素所发出的光线穿过相同元素制备的蒸汽时，原先出现亮线的位置就会暗下去，变成了暗线。
　　这项发现简直太重要了，因为它完全可以匹配到太阳光谱中去。我们可以这样想：在太阳核心处进行的核聚变反应，里面的元素因加热而产生的光线会穿过太阳大气，最后来到地球，而如果太阳大气中刚好存在对应的元素，那么就会在光谱中出现暗线，而这不就是正好解释了那些暗线的来源吗？
　　很显然，我们只需要将已知元素的发射光谱同太阳上的暗线相对比，就能知道太阳上的组成元素。甚至后来科学家们还利用这项手段，发现了新元素——氦（不要惊讶，虽然这元素很普通，但确实是科学家们先从太阳上发现的，后来才在地球上找到氦元素的存在）。
　　太阳光谱
　　而我们现在知道，太阳上的元素组成也是五花八门的，最多的氢元素和氦元素，它们几乎占据了整个太阳质量的98%，而剩下的2%则是例如氧、碳、铁、钠、镁、钙、氖等等元素。
　　通过光谱分析，科学家们可以知晓一个恒星的元素组成，那么利用光谱是不是还能知道一些其它信息呢？答案是肯定的，那就是通过谱线的移动来分析天体的移动规律，而这就是下篇文章即将讲到的内容——＂多普勒红移、宇宙学红移、引力红移＂
　　本篇文章的内容到此结束
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