A színképelemzés

A XIX. század csillagászatát a szakterületekre való szétválás jellemzi. Ezek közül a legjelentősebb a színképelemzés. Még 1814-ben Joseph von Fraunhofer (1787-1826) német fizikus a Nap színképében sötét vonalakat talált. 1859-ben Gustav Kirchhoff (1824-1887) német fizikus megállapította, hogy ezek a Fraunhofer-féle vonalak olyan hullámhosszaknál találhatók, amelyek megfelelnek egyes kémiai elemek laboratóriumi kísérletek során kapott emissziós vonalainak. Ebből arra a megállapításra jutott, hogy az egyes elemek ugyanazon - az elemre jellemző - hullámhosszon nyelnek el és bocsátanak ki sugárzást. Így a színkép árulkodik az őt kibocsátó test kémiai összetételéről. A csillagszínképek tanulmányozása lehetővé tette, hogy századunk első évtizedében összefüggést állapítsanak meg a csillagok felszíni hőmérséklete és abszolút fényessége között. Ezzel bebizonyították, hogy a csillagok világában is lehet általános törvényszerűségeket felfedezni.

A Fraunhoffer vonalak Fraunhoffer eredeti rajzán

Távolságmeghatározás

A csillagok távolságának meghatározása hosszú időn keresztül nehéz feladatnak bizonyult. A trigonometrikus jellegű meghatározási mód, amelyet még Friedrich W. Bessel (1784-1846) német csillagász fejlesztett ki 1838-ban, csak kb. 300 fényév távolságig volt használható. (1 fényév az a távolság, amit a fény 1 év alatt megtesz. 1 fényév = 9,5 billió km.)

1912-ben Henrietta S. Leavitt (1868-1921) amerikai csillagásznő felfedezte, hogy bizonyos változó fényességű csillagok abszolút fényességei és fényváltoztatási periódusai között összefüggés van. Ebből a felfedezésből új távolságmérő eljárást lehetett kidolgozni, amelynek segítségével az 1910-es években feltérképezték az egész Tejútrendszert.

Egy forradalmian új távolságmeghatározó elmélet alapjait rakta le Edwin Hubble(1889-1953) amerikai csillagász 1924-ben, amikor - még az előző módszerrel - kimutatta, hogy az Androméda-köd Tejútrendszeren kívüli objektum. Többéves megfigyelés után megállapította, hogy az ilyen objektumok, az úgynevezett extragalaxisok távolsága egyenesen arányos a színképükben észlelhető vöröseltolódás mértékével. (Az egyes színképvonalak vöröseltolódása tapasztalati tény, amely a Doppler-effektussal magyarázható. A tőlünk távolodó hullámforrás által kibocsátott hullám hullámhossza növekszik, tehát a színképvonal-rendszer a vörös felé tolódik el.)