恒星的谱线实际上来自恒星表面大气中的电子能级跃迁。
“孔德”是法国哲学家。他曾经提出一个断言“人类永远无法理解恒星的化学成分”，他提出这个断言是为了想出一个命题，看看人类做不到什么。
”然而，在他的话音落下之前，天文学家们就开始用光谱仪观测星光了。现在天文学对恒星和星云的化学成分的了解，比我们对橱柜里的药物的了解还要多。”这是《数学与想象》中的一段话，形象地揭示了天文学家利用星光探索恒星内部结构的这样一个特点。今天，如果我们比较一下太阳和地球的内部结构，你会发现对太阳的认识比地球丰富和深刻得多。从太阳核心到太阳表面，人们的物理模型得到的太阳基本物理参数的变化是非常准确的，你可能会奇怪为什么会很远。
回答:“星光”。
牛顿在1666做出了巨大的贡献。他用棱镜将阳光分解成多色光。事实上，我们不需要特殊的仪器或设备来讨论星光或太阳光。走在大自然中，我们可以看到阳光中蕴含的丰富的物理内容。元代的白蒲有这样一句“青山绿水皆白”。各种颜色代表了大自然的芬芳，但是人们没有想到的是，它们其实是反射了阳光中所包含的颜色，因为实际上我们看到的颜色并不是来自物体本身的辐射，而是通过反射阳光来表现它的颜色，所以从这个意义上来说，我们看到的颜色都是来自阳光。
如果我们想测量太阳的温度有多高，对于地球上的人来说似乎是一个不可能完成的任务，因为太阳离我们太远了，它的温度太高了，我们可能永远都做不到这一点，但事实上并非如此。通过接收来自太阳的辐射，我们可以得到太阳的整个连续辐射光谱，它反映了太阳的波长，波长以微米为单位。1微米是1米的百万分之一，大约相当于一根人类头发的1/60。事实上，太阳的辐射存在于所有波段，除了我们常见的可见光，它在红外、紫外等波段都有辐射，而这种辐射的形状提供了一个温度信息。
思想实验:
想象一个叫做“黑体”的物体。黑体有这样一个特性，只接收辐射，不反射。所以，如果制作这样一个特殊的装置，在一个小球上开一个洞，从洞外进来的光只能在里面反射，而几乎没有机会从球内逃逸，可以认为是一个“黑体”。
当它接受辐射时，它的温度会上升，它自己会产生辐射。它的强度和它的温度之间有非常密切的关系。一般来说，温度越高，它的辐射光谱越会延伸到更短的波段，所以这就提供了一种测量天体温度的方法。这种方式是将不同温度的黑体的连续光谱与天体的连续光谱进行比较，从而可以测出天体的温度。比如我们的太阳就可以用这个方法。
著名的猎户座有两颗非常明亮的星星，一颗是参宿四，另一颗是参宿四。如果你仔细看，它们在望远镜中的颜色是不同的。参宿四的颜色倾向于红色，而参宿四的颜色倾向于白色。颜色的不同实际上反映了它们连续光谱对应的最强波段不同，所以颜色不同。
以上是连续谱，但是你会发现除了连续谱还有很多细节，其中最明显的就是“吸收线”，也就是连续谱中的凹陷。吸收线可以提供更丰富、更详细的恒星信息。为了了解吸收线的来源，有必要走进微观世界看看它们的产生过程。所以对恒星这样巨大天体的性质的研究，其实是从最小的粒子开始的。
“原子”的概念是古希腊哲学家，尤其是德谟克利特提出的。他们认为原子是我们世界中最小的不可分的单位，但是今天我们知道原子仍然可以被分成更小的粒子，比如质子和中子。原子极其微小。把原子放大后可以看到，它们的核心是细胞核，细胞核的大小与一个原核生物相差654.38+百万倍。所以，没有原子核周围的电子，我们的世界几乎就是真空，所以只有电子和原子核才能形成原子。他们之间的关系很特别。电子围绕原子核旋转，但这种旋转的轨道不是随机的。它遵循量子化定律，其轨道的大小是特定的。如果把原子分成一座高楼，那么原子核只是一个大约1 mm大小的粒子。
电子的轨道是量子化的，所以可以从1，2，3到更高能级分级。一般来说，能级越低越稳定，所以电子可以在一些不同的能级中跳跃，但跃迁过程会伴随着能量或“光”的吸收和发射，电子从较低能级跳跃到较高能级时必须吸收光。另一方面，它从高能级跃迁到低能级时可以发出光，而被吸收和发射的“光”的能量恰好等于其两个能级大小之差，所以恒星光谱中的吸收线实际上就是来自能级跃迁过程。
这与电子更可能处于哪个能级有关。电子的能级对应的是原子的最低能态，但是原子之间相互碰撞，会相互传递能量，这样电子就可能在更高的能级之上。一般来说，碰撞越频繁，电子的能级越高，所以电子的能级和温度之间存在物理相关性，而这个能级和电子产生的谱线直接相关，谱线是在温度较高的时候产生的。
恒星的中心是核反应的区域，是能量的来源。大量的光从恒星的核心区域发射到恒星的表面。当它穿过恒星的表面大气时，一些光将被大气中的原子吸收，或者更准确地说，被这些原子中的电子吸收。电子吸收光子后会发生跃迁过程，所以恒星的谱线实际上来自恒星表面大气中的电子能级跃迁。
图表:恒星光谱中吸收线的形成
因为每个原子的结构不同，我们看到的不同谱线实际上代表了不同类型的原子，所以从这个意义上来说，恒星的光谱类似于我们的指纹，每个人的指纹都是独一无二的，恒星的光谱也是独一无二的，因为其中包含的各种元素所对应的温度并不完全相同，所以通过谱线的不同就可以得到恒星表面大气的温度。
例如:
比较太阳和织女星的光谱，它们吸收线的位置和强度并不完全相同。每条吸收线都来自特定的能级跃迁，反映特定的温度。所以根据这个特征，我们可以确定织女星的温度和我们太阳的温度。
测量恒星的表面温度需要识别大量的恒星光谱。这项工作始于上世纪初。当时，哈佛大学一位名叫皮克林的天文学家雇佣了一群女性来帮助他识别恒星光谱。其中有两位代表人物做出了巨大贡献:
“卡农”几乎失聪，但她对恒星的光谱辨别力有着非常敏锐的判断力。她一生中制作了大约35万颗恒星的光谱，并获得了它们的温度。在此基础上，卡农提出了恒星分类的方法。过去，人们只是从光谱本身对恒星进行分类，但坎农发现，通过对温度的分类，可以提供更科学有效的恒星光谱类型:“O，B，A，F，”
恒星的化学丰度，第1个完成这项工作的人，叫佩恩。佩恩在研究恒星的光谱时发现，那些谱线不仅取决于恒星的温度，还与恒星中元素的含量有关。所以，从这个基本条件出发，佩恩不仅得到了它们的温度，还得到了它们所含元素的含量，这就是所谓的“元素丰度”。佩恩发现，恒星中最丰富的元素是“氢”，约占70%，其次是“氦”和少量比氦重的元素，这些元素通常被称为“金属元素”或“重元素”。
以上两点是从恒星光谱中获得的最重要的两个信息。
恒星光谱可以得到恒星的质量，这也与恒星光谱密切相关。这就是我们日常生活中经常遇到的“多普勒效应”。当警车鸣笛向我们驶来时，笛声的频率会增加，如果警车偏离我们，它的频率会降低。这就是所谓的“多普勒效应”，实际上反映了声波的波长或频率是如何随其运动而变化的。完全类似的现象也发生在恒星中。如果一颗恒星向我们移动，它发出的光谱会向短波方向偏移，反之亦然。
如果一颗恒星在一个双星系统中，它们相互绕着轨道运行，因此每颗恒星都会周期性地靠近和远离我们。这种运动的后果是，它们的光谱会周期性地发生“红”“蓝”位移，因此恒星的光谱不仅可以提供其温度和元素丰度，还可以反映恒星的运动状态。根据位移可以确定恒星的速度，然后利用速度可以得到恒星。
在研究恒星大气和恒星光谱的过程中，人们逐渐认识到，恒星其实是炽热的气体球，其温度可以低至几千度，高至几千度，所以在这种状态下，它只能以气体的形式存在。
另一方面，恒星大气中各种元素的存在，虽然在丰度上与地球不尽相同，但在种类上却非常相似，这证明了恒星大气中的元素或恒星本身与地球中的元素有着相似的来源。
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