สเปกโทรสโกปีคือการศึกษาของแสงเมื่อมันแตกเป็นสีของมัน ด้วยการตรวจสอบสีที่แตกต่างกันเหล่านี้เราสามารถกำหนดคุณสมบัติของวัตถุที่กำลังศึกษาได้จำนวนหนึ่งเนื่องจากสีของแสงสะท้อนถึงสถานะพลังงาน ในทางเทคนิคแล้วสเปกโทรสโกปีจะตรวจสอบการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างสสารและรังสี มันถูกใช้เพื่อวิเคราะห์สารประกอบทางเคมีเพื่อกำหนดองค์ประกอบต่าง ๆ ที่ประกอบขึ้นมาและใช้ในดาราศาสตร์เพื่อให้เข้าใจถึงองค์ประกอบและความเร็วของวัตถุทางดาราศาสตร์
เราสามารถแบ่งสเปคโทรสโคปออกเป็นหลายสาขาย่อยขึ้นอยู่กับสิ่งที่วัดและวิธีการวัด บางแผนกที่สำคัญ ได้แก่ แมสสเปกโตรเมตรี, สเปกโทรสโกปีอิเล็คตรอน, สเปกโตรสโคปีดูดซับ, สเปคโทรสโคป, เอ็กซเรย์สเปกโทรสโกปี, และสเปกโทรสโกปีแม่เหล็กไฟฟ้า อย่างไรก็ตามยังมีสเปกโทรสโกปีประเภทอื่น ๆ อีกมากมายเช่นกันรวมถึงสเปคตรัมที่มองเสียงขณะที่มันโปรยลงมาหรือสนามไฟฟ้า
ยกตัวอย่างเช่นในเครื่องเอกซ์เรย์สเปกโทรสโกปีรังสีเอกซ์จะทิ้งระเบิด เมื่อพวกมันชนอิเล็กตรอนในเปลือกด้านในของอะตอมก็ตื่นเต้นแล้วก็ปล่อยรังสีออกมา การแผ่รังสีนี้ออกมาในความถี่ที่ต่างกันขึ้นอยู่กับอะตอมและมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยขึ้นอยู่กับพันธะเคมีที่มีอยู่ ซึ่งหมายความว่าสามารถตรวจสอบการแผ่รังสีเพื่อพิจารณาว่ามีองค์ประกอบใดบ้างในปริมาณและสิ่งที่มีอยู่ในพันธะเคมี
ในทางดาราศาสตร์สามารถใช้สเปกโทรสโกปีเพื่อตรวจสอบสิ่งต่าง ๆ เกี่ยวกับองค์ประกอบของดาวและวัตถุท้องฟ้าอื่น ๆ นี่เป็นเพราะแสงเป็นคลื่นและพลังงานที่ต่างกันมีความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันเหล่านี้มีความสัมพันธ์กับสีที่ต่างกันซึ่งสามารถสังเกตได้โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ สเปกโทรสโกปีเกี่ยวข้องกับการดูสีที่ต่างกันและการใช้สิ่งที่รู้กันเกี่ยวกับพลังงานของกระบวนการและองค์ประกอบต่าง ๆ เพื่อสร้างแผนที่ของสิ่งที่เกิดขึ้นหลายพันล้านปีแสง
มีสเปคตรัมหลักสองของแสงที่มองในสเปคตรัมทางดาราศาสตร์: ต่อเนื่องและไม่ต่อเนื่อง สเปกตรัมต่อเนื่องมีช่วงกว้างของสีที่ค่อนข้างต่อเนื่อง ในทางตรงกันข้ามสเปกตรัมที่ไม่ต่อเนื่องมีหนามแหลมบางอย่างของเส้นที่สว่างมากหรือมืดมากที่พลังงานจำเพาะ สเปกตรัมแยกที่มีหนามแหลมเรียกว่าสเปกตรัมการเปล่งแสงในขณะที่สเปกตรัมที่แหลมสีเข้มเรียกว่าสเปกตรัมการดูดกลืน
สเปคตรัมต่อเนื่องถูกปล่อยออกมาโดยสิ่งต่าง ๆ เช่นดาวรวมถึงสิ่งต่าง ๆ บนโลกเช่นไฟสัตว์หรือหลอดไฟ เนื่องจากพลังงานถูกปล่อยออกมาในช่วงสเปกตรัมของความยาวคลื่นจึงปรากฏค่อนข้างต่อเนื่องแม้ว่าอาจจะมียอดเขาและรางคลื่นในสเปกตรัม แน่นอนว่าแสงทั้งหมดนี้ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าซึ่งส่วนใหญ่มีอยู่ในช่วงอินฟราเรดหรือรังสีอัลตราไวโอเลต
ในทางกลับกัน Spectra มักจะเกิดจากสิ่งที่เกิดขึ้นโดยอะตอมเฉพาะ นี่เป็นเพราะเนื่องจากกฎบางอย่างของกลศาสตร์ควอนตัมเมฆอิเล็กตรอนมีพลังงานเฉพาะอย่างมากขึ้นอยู่กับอะตอมที่เกี่ยวข้อง ทุกองค์ประกอบมีระดับพลังงานเพียงเล็กน้อยเท่านั้นและเกือบทั้งหมดสามารถระบุได้อย่างง่ายดาย ในเวลาเดียวกันองค์ประกอบเหล่านี้ต้องการกลับสู่ระดับพลังงานพื้นฐานเหล่านี้เสมอดังนั้นหากพวกเขาตื่นเต้นในบางวิธีพวกเขาปล่อยพลังงานพิเศษเป็นแสง แสงนั้นมีความยาวคลื่นตรงตามที่คาดหวังไว้สำหรับอะตอมนั้นซึ่งช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถดูจุดสูงสุดของแสงและรับรู้ว่ามีส่วนเกี่ยวข้องกับอะตอมอย่างไรเพื่อปลดล็อกความลับขององค์ประกอบของจักรวาล
