哲學家小徑上的天文狂想

另外，本生還用電解法純化元素，這對研究元素光譜很重要，如果樣本不純或樣本有兩種以上的元素，就不知道光譜譜線來自哪一種元素。研究的過程中，除了已知元素的譜線，本生從含有礦物質的水中，蒸餾出的新物質，新物質的光譜跟已知元素不一樣，本生分別在1860年和1861年發現銫和銣兩種新元素。

這個時候本生和克希荷夫已經完成最初設定的研究計畫，而且成果豐碩。不過他們當時並不知道，他們電解純化及光譜分析研究各種元素，只是為他們下一個重大發現做準備而已。

解開夫朗和斐譜線之謎的兩位科學家：克希荷夫（左）和本生（右）

當火神來敲門

1859年的一個夜晚，本生和克希荷夫在實驗室裡工作，他們從實驗室的窗戶看見一場大火，火災發生在距離海德堡十幾公里外的曼海姆。他們異想天開的把光譜儀對準大火，結果在大火中看見鋇和鍶兩種元素的發射譜線，這讓他們非常的驚訝，居然可以在十幾公里外觀察到火災中燃燒的元素！

本生和克希荷夫使用的光譜儀，他們用本生燈加熱元素，用光譜儀研究各種元素發出特定的譜線

不久後，兩位科學家在海德堡的哲學家小徑散步，本生說：「如果我們可以看見曼海姆大火中的元素，我們為什麼不量測太陽的組成呢？不過別人一定認為我們瘋了。」然後兩人都同意這個想法非常的瘋狂！

從十幾公里外看見火災中的元素是有趣的發現，不過十幾公里是人可以到達的地方。太陽距離我們1億5千萬公里，那是遙不可及的所在，對當時的人來說，了解太陽的組成無疑是癡人說夢，但是如果真的做到，那就是科學上天大的發現！

本生和克希荷夫重新改良光譜儀，目的就是把夫朗和斐譜線對應的元素找出來。他們把光譜儀對準太陽，比對他們在實驗室量測的元素光譜，他們發現夫朗和斐譜線跟鈉、鈣、鉀和鐵等多種元素的譜線位置一樣，這表示太陽上有鈉、鈣、鉀和鐵等多種元素。原來地球上的元素，太陽上也存在著。

夫朗和斐譜線上的暗線是不同元素造成的，例如D是鈉，K和H是鈣，G是鐵，C和F是氫，而A和B是地球大氣層裡的氧。圖片來源：維基百科

火神意外的降臨，卻敲開恆星組成的研究大門，化學家和物理學家一起破解天文學上的難題。

關於作者：李昫岱，屋頂上的天文學家主理人，中央大學天文所博士，曾經於中央研究院天文所和美國伊利諾大學厄巴納-香檳分校從事研究工作，目前在中正大學教授天文通識課。天文跟其他語文一樣，有自己的文法和結構，唯一的不同是天文寫在天上！現在的工作是用科學、藝術和文化的角度，解讀、翻譯和傳授這本無字天書，期望透過淺顯易懂的方式介紹天文的美好！