¿Cómo encontramos qué elementos están presentes en la superficie de las estrellas sin poder alcanzarlas físicamente?

Miras las mentiras de absorción de diferentes elementos en los espectros de la estrella. Que se parece un poco a esto.
¿ahora qué son estos espectros y líneas de absorción?

Espectros

Un espectro es un gráfico de flujo por unidad de longitud de onda trazada contra la longitud de onda. que en el caso de la astronomía, a menudo muestra líneas de absorción o emisión debido a elementos particulares.
“flujo por unidad de longitud de onda” suena como un término pesado, pero es solo la cantidad de energía entregada en todas las longitudes de onda de la luz.
Ahora las estrellas azules son más enérgicas y las rojas no tanto. nuestro sol está en algún punto intermedio.

Como puede ver, la longitud de onda de flujo máxima (la longitud de onda en la que el flujo es más alto) es alrededor de la porción azul para las estrellas más calientes y del lado más rojo para las más frías. nuestro sol está bastante extendido, por eso nos parece blanco (¡También evolucionamos bajo el sol para que nuestros ojos solo vean la parte de la radiación donde el flujo solar es más alto y no los rayos UV e IR! ¡Evolución!).
pero estos son solo gráficos de espectros generales, si observamos de cerca los espectros de alta resolución, podemos ver mentiras de absorción o emisión que son inmersiones y picos en los espectros respectivamente. Por qué están ellos ahí ?

¡Líneas de absorción (o emisión)!

Considere un átomo de hidrógeno simple con un solo electrón solitario. Imagina que está en su segundo estado de energía donde n = 2. ahora para alcanzar cualquier nivel de energía por encima de él, necesitará una cantidad fija de energía. Esa cantidad fija de energía provendrá de un fotón. pero como todas las fotos no tienen esa cantidad especial de energía, no interactuarán con el hidrógeno. sin embargo, cuando un fotón que tiene una longitud de onda de 656.3 nm (rojo) golpea el átomo de hidrógeno, obtiene suficiente energía para mover su electrón de n = 2 a n = 3. Entonces, a medida que el electrón se movió del 2d al tercer nivel, absorbe fotones de cierta longitud de onda. Para moverse de n = 2 a n = 4, absorberá fotones de longitud de onda de 486.1 nm (azul) de manera similar, para moverse de n = 2 a n = 4,5,6,7 … el átomo de H infinito absorbería fotones diferentes. esta serie se llama “serie balmer” (que solo habla de transiciones desde y hacia n = 2). Existen diferentes series para la transición hacia y desde diferentes niveles de energía (n) de átomos de hidrógeno.

Del mismo modo, cada elemento tiene sus propias líneas de absorción únicas.
La línea de emisión es justo lo contrario de las mentiras de absorción y básicamente lo mismo. aquí el electrón cae de un nivel de energía más alto a más bajo y libera fotones a una longitud de onda particular.

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Cosas de detección !
Entonces obtenemos un buen espectro de alta resolución de una estrella y buscamos inmersiones en ella. Cualquier inmersión que veamos, la comparamos con nuestra lista de líneas de absorción y vemos qué elementos hay en la estrella.
Así es como se ve un espectro típico. ¡Observe las inmersiones en el gráfico!