O que são linhas espectrais?
Linhas espectrais são lacunas na distribuição normalmente contínua de frequência na luz. Eles resultam quando a luz emitida é parcialmente absorvida pela matéria, geralmente um gás. Um tipo de linha espectral é uma linha de absorção, causada quando algumas frequências de luz são absorvidas pela radiação emitida. Uma linha de emissão, por outro lado, pode ser vista à luz que foi absorvida e depois reemitida. Linhas espectrais podem fornecer aos astrônomos pistas sobre a composição e a velocidade dos objetos astronômicos.
O primeiro dos dois tipos de linhas espectrais são linhas de absorção. As linhas de absorção ocorrem quando a luz é emitida por um objeto, como uma estrela, e depois passa através de um gás antes de atingir um observador. Nesse caso, a luz de uma estrela quente será emitida fortemente em uma ampla faixa de frequências; em outras palavras, ele terá um espectro contínuo de radiação. Se passar por um gás frio, no entanto, a luz com certas frequências pode ser absorvida pelo gás. Quando um observador analisa a luz, que originalmente veio da estrela, ela mostra linhas de absorção - lacunas perceptíveis em certas frequências de radiação.
O segundo tipo de linha espectral é uma linha de emissão. A luz das estrelas não pode ser absorvida continuamente por um gás porque a luz contém energia. Em vez disso, é absorvido pelo gás e depois reemitido posteriormente. Quando é reemitida, a luz contém apenas as frequências que foram absorvidas pelo gás. Portanto, as frequências das linhas de emissão devem corresponder às frequências das linhas de absorção correspondentes. Isso de fato foi verificado por astrônomos observando luz reemitida; os dois tipos de linhas espectrais são essencialmente inversos um do outro.
As linhas espectrais existem porque a luz emitida por elementos e produtos químicos tem um espectro contínuo de frequências. Em vez de ser uma entidade homogênea, a luz visível é na verdade radiação eletromagnética dentro de uma certa faixa de frequência. A radiação invisível a olho nu também tem uma distribuição de frequência contínua, embora esteja concentrada fora da faixa visível. Um instrumento científico conhecido como espectrômetro pode ser usado para analisar as frequências de radiação eletromagnética.
O estudo dessas linhas pode fornecer aos astrônomos duas informações importantes. Em primeiro lugar, com o conhecimento de quais gases produzem quais linhas de absorção, as linhas espectrais podem ajudar a identificar a composição das atmosferas planetárias. Os astrônomos usaram essa técnica para caracterizar as atmosferas de planetas fora do sistema solar. Em segundo lugar, padrões reconhecíveis de linhas espectrais podem indicar a velocidade de objetos astronômicos - a velocidade de um objeto altera a frequência de sua radiação, incluindo linhas espectrais.