Absorptielijnen

Absorptielijnen zijn donkere of minder heldere banen in een continu spectrum die ontstaan doordat atomen of ionen in een tussenliggende stof specifieke fotonen absorberen. Deze fotonen hebben energie die precies overeenkomt met een overgang tussen energieniveaus van een elektron in een atoom of ion. Het gevolg is een verschuiving in de intensiteit op specifieke golflengten, waardoor de vaak smalle lijnen zichtbaar worden in het spectrum van een lichtbron.

Ze ontstaan wanneer licht van een achterliggende, meestal continu-fotonoobrokende bron (zoals een ster of een lamp) door een gas gaat dat koud genoeg is om gefixeerde populaties van lagere energieniveaus te behouden. Niet alle fotonen worden geabsorbeerd; alleen die met de juiste energie voor een bepaalde overgang. De resulterende lijnen bevatten informatie over de aanwezige elementen, ionisatiegraad en de toestand van het gas langs de lijnpad.

Lokkrachten en bredeening spelen een rol in de vorm van absorptielijnen. Doppler-breedte ontstaat door de thermische beweging van de absorberende atomen, terwijl natuurlijke breedte en drukbreedte door de onzekerheid in energieniveaus en door collisies kunnen bijdragen. De combinatie van deze effecten wordt vaak beschreven met een Voigt-profiel.

Toepassingen zijn onder meer het bepalen van chemische samenstelling, temperatuur, druk en beweging (radiale snelheid, turbulentie) van sterren, spiegels van sterrenstelsels en interstellaire tussenruimten. De exacte positie van de lijnen fungeert als een uniek handtekening voor elementen en ionen. Bekende voorbeelden zijn de Balmerreeks en de Lymanreeks in verschillende golflengtenreeksen.