SẮC CẦU VỒNG CỦA NHỮNG VÌ SAO
Để nghiên cứu một cách cặn kẽ phổ của sao cần phải có được hình ảnh rất nét của nó. Các nhà thiên văn đã sử dụng những dụng cụ gì để thu được quang phổ của sao? Đương nhiên là kính quang phổ, hay nói chính xác hơn đó là máy chụp quang phổ (phổ ký), thay vì nhà quan sát hiện đại thích chụp ảnh quang phổ bằng kính ảnh hay ghi nó lại ngay trong những dụng cụ quang điện khác nhau. Quang phổ bức xạ của những vì sao chói sáng được xác định từng cái một. Để có được quang phổ của những nguồn yếu người ta dùng lăng kính ở vật kính: một lăng kính mỏng đặt trước vật kính của kính thiên văn. Do đó trên tấm kính ảnh đồng thời có ảnh quang phổ của hàng chục ngôi sao. Tuy những sắc cầu vồng sao như vậy rất ngắn, nhưng chúng cũng đủ đáp ứng được nhiều mục đích, trong đó có sự phân loại sơ bộ quang phổ của sao.
Phổ của các thiên thể đã được ghi lại bắt buộc phải có thêm các phổ so sánh nhận được từ các nguồn mà vị trí của các vạch quang phổ đã được biết rõ. Sự so sánh quang phổ của các nguồn Trái Đất và Vũ Trụ cho phép phát hiện cả những sự thay đổi rất nhỏ của vị trí và hình dạng của các vạch phổ. Giống như thám tử Sơlốc Hôm với một chiếc kính lúp có thể phát hiện ra những dấu vết nhỏ nhất mà tội phạm để lại, nhà thiên văn hiện đại từ những nét đặc trưng của quang phổ sao tìm ra thông tin về các tính chất của nó. Không phải vô có khi người ta ví quang phổ là hộ chiếu của các sao.
Các vạch phổ là nguồn thông tin cơ bản. Nguồn gốc phát sinh của chúng phụ thuộc vào quá trình các nguyên tử riêng biệt phát ra và hấp thú bức xạ. Điều này cho phép xác định giá trị của nhiều tham số của khí quyển sao và của sao nói chung. Chẳng hạn sự chuyển dịch của các vạch trong phổ sao so với phổ so sánh cho thấy rằng ngôi sao đang tiến đến gần hoặc rời ra xa chúng ta, tuỳ theo việc các vạch di chuyển sang phía chàm (tím) hay phía đỏ của phổ (hiệu ứng Đôple). Dựa vào khoảng chuyển dịch đó có thể biết được tốc độ của sao. Nếu vạch phổ chuyển dịch lúc sang phía này, lúc sang phía kia, thì có nghĩa là ngôi sao lúc thì di chuyển về phía chúng ta lúc thì lại di chuyển ngược lại, tức là nó có một sao đồng hành và cả hai cùng nhau quay quanh một tâm khối lượng chung. Những ngôi sao sóng đôi như vậy thường nằm rất gần nhau, và qua kính thiên văn khó mà xác định được rằng trên thực tế đó là sao kép, chỉ qua quang phổ mới có thể phát hiện được sự có mặt của sao đồng hành. Bằng cách đó người ta đã khám phá ra cả những vật thể kiểu hành tinh ở gần những ngôi sao đứng tách biệt.
Một số vạch tự tách chẻ ra khi có sự hiện diện của từ trường. Hiện tượng này do nhà vật lý người Hà Lon Pitơ Zêêman khám phá ra năm 1896, do đó được gọi là hiệu ứng Zêêman. Đo các thông số của sự chẻ tách giúp ta nghiên cứu từ trường của sao. Chẳng hạn, nhờ hiệu ứng Zêêman ta có thể đo được giá trị từ trường trong các vết đen Mặt Trời.
Hình dạng và độ rộng của các vạch phổ cho ta biết về các thông số của khí quyển sao và về sự quay của nó. Qua chúng người ta xác định nhiệt độ, gia tốc trọng lực và áp suất khí trong khí quyển sao cũng như thành phần hoá học của nó. Dấu hiệu tính kép của sao (sao đôi) hoặc độ bội lớn hơn của nó (sao chùm) được phát hiện qua sự tách đôi hoặc qua sự chuyển dịch có tính chu kỳ của vạch.
Các vạch phổ rộng cho thấy mật độ kha khá của khí quyển nơi hình thành các vạch phổ đó. Loại khí quyển như vậy đặc trưng cho những ngôi sao có bán kính không lớn và do đó độ trưng không cao. Đó là những ngôi sao lùn (sao trắt). Mặt Trời được coi là một ngôi sao như vậy. Ngược lại những vạch hẹp là dấu hiệu đặc trưng của những vì sao khổng lồ (sao kềnh) với bán kính lớn gấp nhiều lần so với Mặt Trời và do đó có độ trưng rất lớn. Trong số đó có sao Betelgeuse - một sao khổng lồ, thậm chí siêu khổng lồ màu đỏ, còn sao Rigel - một sao siêu khổng lồ màu xanh lam.
Những vạch sáng trong quang phổ cho thấy ngôi sao được bao bọc bởi một lớp vỏ nở ra của khí nóng. Ngôi sao như vậy (thông thường có độ trưng rất cao) nhanh chóng mất khối lượng và không thể ở lâu trong trạng thái này.
Trong phổ của những ngôi sao màu đỏ với nhiệt độ bề mặt thấp có thể thấy những dải rộng. Đó là "dấu vân tay" không phải của các nguyên tử mà là của các phân tử xít titan, ôxit vanađi, ôxit ziricôni. Cũng trong khí quyển của những ngôi sao lạnh màu đỏ còn tìm thấy các phân tử cacbon và xian độc. . .
Sự phong phú đến ngạc nhiên của những tư liệu quan sát với khối lượng ngày càng tăng hàng năm đảm bảo việc làm cho các nhà thiên văn trong nhiều thập kỉ tiếp theo.
