熱的な天体からの輻射スペクトルに輝線と吸収線がみられるのはなぜですか？

質問

熱的な天体からの輻射スペクトルに輝線と吸収線がみられるのはなぜですか？

回答No.3

debukuro · ベストアンサー

吸収線が出来るわけを直感的に理解できる実験
電球で白い壁を照らします
電球と壁の間に火の点いたロウソクを置きます
どうです
壁を照らすはずの炎が影を落としましたね
光源の手前に光源と同じ種類で光源より温度が低い物質があると光源からの光を吸収するのです

回答No.2

noname#185706

その天体が単一温度の完全な黒体ではないからです。その「ずれ方」によって、吸収線ができたり輝線ができたりします。

例えば太陽の光球付近（外から見て、連続光の光学的深さが１程度になる場所）で形成されるスペクトル線は吸収線になります。スペクトル線の波長では吸収係数が連続光のものとスペクトル線のものの和になって、線外に比べて線の分だけ大きくなっています。そのため、外から見える領域（光学的深さが１程度になるまでの領域）はスペクトル線の方が連続光より浅く（比較的外の部分に）なりますが、光球付近では温度が外へ向けて低下しています。光球付近の物理状態では低温の領域ほど放射が弱いので、スペクトル線は連続光より暗く、吸収線になります。（背後の高温領域が出す連続光の一部を手前の低温領域にある原子などが特定の波長で吸収して吸収線ができる、という言い方もあります。）

太陽の縁にプロミネンスが浮かんで見えることがあります。その場合には、プロミネンスの背後に光球のような連続光の源がなく、またプロミネンス自体も連続光よりスペクトル線の方をよく放射するので、スペクトル線は輝線になります。（プロミネンスは光学的厚みが小さいことなどから、黒体とはかけ離れた存在ですが、非熱的ではなく、熱的なものです。）星ではありませんが、散光星雲もプロミネンスと似たところがあって、輝線を放射しています。

太陽以外の恒星で、光球の外側にプロミネンスや散光星雲のような物質が大量に存在していると、その恒星全体のスペクトルには吸収線と輝線が混在することになります。

回答No.1

ORUKA1951

元素(原子)は、その周囲の電子のエネルギー順位の差に等しい電磁波(光も)を吸収して励起されより高いエネルギー順位に移動したり、低い順位に落ちるときはその差に等しい電磁波を放出するからです。

補足

光学的厚さにはよらないですか？