Fraunhofer-Linien sind dunkle Absorptionslinien im Spektrum der Sonne und anderer Sterne. Sie wurden von Joseph von Fraunhofer im frühen neunzehnten Jahrhundert entdeckt. Diese Linien entstehen durch die Absorption von Licht bestimmter Wellenlängen durch Atome in den äußeren Schichten der Sterne.
Licht aus den heißeren, tieferen Schichten eines Sterns durchquert kühlere äußere Schichten auf dem Weg zur Erde. Atome in den kühleren Schichten absorbieren Photonen spezifischer Wellenlängen, die ihren Elektronen erlauben, auf höhere Energieniveaus zu springen. Dieser Absorptionsprozess erzeugt die charakteristischen dunklen Linien im Spektrum.
Die Position und Stärke der Fraunhofer-Linien identifizieren die chemischen Elemente, die im Stern vorhanden sind. Jedes Element hat ein charakteristisches Absorptionsmuster. Wasserstoff zeigt prominente Linien bei sechshundertsechsundfünfzig und vierhundertsechsundachtzig Nanometern. Natrium erzeugt eine charakteristische gelbe Linie bei fünfhundertneunundachtzig Nanometern. Diese spektroskopische Analyse ermöglicht es Astronomen, die Zusammensetzung ferner Sterne zu bestimmen.
Die Fraunhofer-Linien können auch Informationen über die Bewegung von Sternen liefern durch den Doppler-Effekt. Bewegt sich ein Stern auf uns zu, verschieben sich die Linien zu kürzeren Wellenlängen, was als Blauverschiebung bezeichnet wird. Bewegt er sich von uns weg, verschieben sich die Linien zu längeren Wellenlängen, was Rotverschiebung genannt wird. Diese Verschiebungen ermöglichen es Astronomen, die Radialgeschwindigkeit von Sternen zu messen.
Zusammenfassend haben wir gelernt: Fraunhofer-Linien ermöglichen die chemische Analyse ferner Sterne. Sie entstehen durch Absorption spezifischer Wellenlängen in Sternatmosphären. Jedes Element erzeugt charakteristische Absorptionsmuster. Der Doppler-Effekt zeigt Sternbewegungen durch Linienverschiebung. Diese Entdeckung revolutionierte die Astronomie und Astrophysik und ermöglicht es uns heute, die Zusammensetzung und Bewegung von Sternen im gesamten Universum zu verstehen.