Spektroskopi, kurucu renklerine ayrılan ışığın incelenmesidir. Bu farklı renkleri inceleyerek, ışığın renkleri enerji durumlarını yansıttığından, üzerinde çalışılan nesnenin herhangi bir sayıda özelliği belirlenebilir. Daha teknik olarak, spektroskopi, herhangi bir madde ve radyasyon arasındaki etkileşime bakar. Kimyadaki bileşikleri analiz etmek, farklı elementlerin neyi oluşturduğunu belirlemek ve astronomik cisimlerin hem kompozisyonu hem de hızları hakkında bilgi edinmek için astronomide kullanılır.
Neyin ölçüldiğine ve nasıl ölçüldiğine bağlı olarak spektroskopi birçok alt disipline bölünebilir. Bazı ana bölümler kütle spektrometrisi, elektron spektroskopisi, absorpsiyon spektroskopisi, emisyon spektroskopisi, x ışını spektroskopisi ve elektromanyetik spektroskopiyi içerir. Bununla birlikte, yayılan sese veya elektrik alanlara bakan sesler de dahil olmak üzere başka birçok spektroskopi türü de vardır.
Örneğin, x-ışını spektroskopisinde, x-ışınları bir maddeyi bombalar. Vurulduklarında, atomların iç kabuğundaki elektronlar heyecanlanır ve radyasyon yayan, onları serbest bırakır. Bu radyasyon, atoma bağlı olarak farklı frekanslarda ortaya çıkar ve mevcut kimyasal bağlara bağlı olarak küçük farklılıklar vardır. Bu, hangi elementlerin bulunduğunu, hangi miktarlarda ve hangi kimyasal bağların bulunduğunu belirlemek için radyasyonun incelenebileceği anlamına gelir.
Astronomide, yıldızların ve diğer gök cisimlerinin gövdesiyle ilgili çok çeşitli şeyleri belirlemek için spektroskopi kullanılabilir. Bunun nedeni ışığın bir dalga olması ve farklı enerjilerin farklı dalga boylarına sahip olmalarıdır. Bu farklı dalga boyları, teleskoplar kullanılarak gözlenebilen farklı renklerle ilişkilidir. Spektroskopi, farklı renklere bakmaktan ve binlerce milyon ışık yılı uzakta olanın bir haritasını çıkarmak için farklı işlemlerin ve elementlerin enerjileri hakkında bilinenleri kullanmayı içerir.
Astronomik spektroskopide bakılan iki ana ışık spektrumu vardır: sürekli ve ayrık. Sürekli bir spektrum nispeten sürekli olan geniş bir renk yelpazesine sahiptir. Öte yandan, ayrık bir spektrum belirli enerjilerde çok parlak veya çok koyu çizgilerden belli başaklara sahiptir. Parlak dikenlere sahip ayrık spektrumlara emisyon spektrumları, karanlık dikenlere sahip olanlara soğurma spektrumları denir.
Sürekli spektrumlar yıldızlar, hayvanlar gibi yeryüzündeki yangınlar, hayvanlar veya ampuller gibi şeylerden yayılır. Enerji, dalga boyu spektrumunda serbest bırakıldığından, spektrumda tepe noktaları ve oluklar bulunmasına rağmen, oldukça sürekli görünmektedir. Elbette bu ışığın tamamı çıplak gözle görülmüyor, çoğu kızılötesi veya ultraviyole aralığında mevcut.
Öte yandan, ayrık spektrumlara genellikle belirli bir atom tarafından meydana gelen bir şey neden olur. Bunun nedeni, belirli kuantum mekaniği kurallarına bağlı olarak, elektron bulutlarının, ilişkili atomlara bağlı olarak çok spesifik bir enerjiye sahip olmalarıdır. Her bir elementin sahip olabileceği sadece bir avuç enerji seviyesi vardır ve neredeyse hepsi kolayca tanımlanabilir. Aynı zamanda, bu elementler her zaman bu temel enerji seviyelerine geri dönmek ister, bu yüzden bir şekilde heyecanlanırlarsa, ekstra enerji ışık olarak yayarlar. Bu ışığın, o atom için beklenenin tam dalga boyuna sahip olması, gökbilimcilerin ışık zirvesini görmesine ve hangi atomların bulunduğunu fark etmesine izin vererek evrenin kompozisyonunun sırlarını açığa çıkarmasına yardımcı olur.
