Cosa è la luce? - L'unico modo in cui l'astronomo ottico può indagare la natura delle stelle, è studiare la luce che riceve da esse. La luce è una forma della cosiddetta radiazione elettromagnetica e si può considerare come un'onda in movimento, simile ad un'onda marina, con creste e avvallamenti. La distanza tra due creste vicine di un'onda di luce si dice lunghezza d'onda, e la luce visibile copre un intervallo di diverse lunghezze d'onda, corrispondenti a differenti colori.
Per lunghezze d'onda decrescenti abbiamo rosso, arancio, giallo, verde, azzurro, indaco, viola: si passa da una lunghezza d'onda di 7.500 A (Angstrom) per il rosso a 3.900 A per il viola. L'Angstrom è un centomilionesimo (10^-8 ) di centimetro. Luce a maggiore lunghezza d'onda del rosso è nota come infrarosso; luce a minore lunghezza d'onda del viola è l'ultravioletto. Nessuna delle due è visibile all'occhio umano.

un prisma separa la luce bianca nei suoi colori componenti.

Se la luce entra in un vetro con un certo angolo, viene deviata o "rifratta" dalla direzione originale. Minore la lunghezza d'onda e maggiore è la rifrazione. Così l'azzurro è deviato molto più del rosso. La luce bianca che riceviamo dal Sole, è data dalla sovrapposizione di tutti i colori e, se la luce bianca attraversa un prisma di vetro, i diversi colori vengono rifratti in modo diverso e la luce emergente si scompone in una banda di colori come un arcobaleno, dal rosso al viola. Questa banda di colori si dice spettro.

Nel 1814 il fisico tedesco Fraunhofer scoprì che lo spettro del Sole era attraversato da molte righe scure, ma non fu capace di spiegarle.

Gustaff Kirchoff mostrò che queste righe scure erano dovute all'assorbimento di vari elementi nel Sole.

Tutta la materia dell'universo è data dalla combinazione di 92 elementi base, e ogni elemento, una volta scaldato, emette luce a certe caratteristiche lunghezze d'onda. Se questi elementi sono allo stato gassoso, assorbono luce alle medesime lunghezze d'onda. Così, nel Sole, la luce bianca proveniente dalle regioni interne caldissime, quando attraversa le regioni esterne più fredde della sua atmosfera, viene in parte assorbita in corrispondenza delle lunghezze d'onda degli elementi presenti.

Si può così dedurre quali materiali sono presenti nel Sole, misurando le lunghezze d'onda delle righe scure, e paragonandole con gli spettri degli elementi noti in laboratorio.

le righe scure (righe di Fraunhofer) attraverso lo spettro indicano la lunghezza d'onda della luce assorbita dai gas più freddi.
Ogni elemento ha uno spettrogramma caratteristico; lo spettrogramma di una stella o del Sole è la
combinazione degli spettrogrammi degli elementi presenti.