프라운호퍼 선(Fraunhofer lines)은 태양과 같은 별의 스펙트럼에 존재하는 어두운 흡수선으로, 대기 중에 존재하는 다양한 기체 원소에 의해 특정 파장에서 별의 방사선이 선택적으로 흡수되기 때문에 발생합니다. 1802년 영국의 물리학자 윌리엄 하이드 울러스턴이 처음 관측했지만, 독일의 물리학자 요제프 폰 프라운호퍼의 이름을 따서 프라운 호퍼 선이라고 명명되었습니다. 1814년 이래로 프라운호퍼는 500개 이상의 프라운호퍼 선을 발견하여 가장 밝은 선을 A에서 G로 지정했으며, 이는 오늘날에도 사용되고 있습니다. 현재 태양계 스펙트럼에는 25,000개의 프라운호퍼 선이 존재한다고 알려져 있습니다.
프라운호퍼 선에 대해 알기 전에, 당신이 알아야 할 스펙트럼에는 아래에서 설명할 세 가지가 있습니다.
연속 스펙트럼
가시 스펙트럼의 모든 색상, 즉 파장으로 결점이 없습니다. 하얀빛이 프리즘에 의해 분산될 때 우리가 보는 것이 바로 이 연속 스펙트럼입니다.
방출 스펙트럼
원자가 흥분하면 빛을 방출합니다. 서로 다른 원소들은 매우 명확한 파장의 빛을 만들어냅니다. 예를 들어, 나트륨 램프는 노란색입니다. 왜냐하면 나트륨은 많은 노란색 빛을 방출하기 때문입니다. 네온 원자는 빨간색과 주황색 빛을 많이 방출하기 때문에 네온 스펙트럼은 빨간색입니다. 수성은 파란색과 초록색 빛을 많이 방출합니다. 이를 일종의 원자의 지문이나 바코드라고 생각하면 이해하기 쉽습니다. 만약 우리가 어떤 물질이 방출하는 빛의 파장을 측정할 수 있다면, 우리는 그것이 어떤 원자인지 식별할 수 있습니다.
흡수 스펙트럼
모든 색상을 포함하는 백색 빛이 기체를 통과하면, 기체가 출현할 때 일부 색이 누락됩니다. 이는 기체 안의 원자들이 매우 명확한 파장을 가진 빛을 흡수하기 때문인데, 사실 같은 원자들이 들뜬 상태에서 방출하는 파장과 정확히 일치합니다. 우리가 보는 것은 검은 선이 그려진 연속적인 스펙트럼입니다. 만약 우리가 프리즘을 통해 햇빛을 통과시킨다면, 우리가 기대하는 가시광선뿐만 아니라 많은 검은 선들도 볼 수 있습니다. 그 검은 선은 그것을 연구한 최초의 사람들 중 한 명의 이름을 따서 프라운호퍼 스펙트럼이라고 불립니다.
프라운호퍼 선의 특징
프라운호퍼 선은 흡수 스펙트럼입니다. 600개가 넘는 검은 선들은 태양의 바깥쪽 층에 있는 화학 원소에 의해 특정 파장의 빛을 흡수하기 때문에 나타납니다. 만약 우리가 이 검은 선들의 파장을 측정한다면, 우리는 태양에 실제로 어떤 원소가 있는지 알아낼 수 있다는 것을 의미합니다. 그것들의 상대적인 강도는 또한 우리에게 이러한 원소들이 얼마나 많이 존재하는지 알려주기 때문에 우리는 태양이 무엇으로 구성되어 있는지에 대한 꽤 좋은 그림을 만들 수 있습니다. 직접 가서 조사할 수 없고 망원경으로만 연구할 수 있는 천문학의 특성상 이런 스펙트럼의 분석은 별의 성분 및 거리 측정에 중요한 도구 중 하나로 널리 쓰이고 있습니다.
