Per ciò che concerne la prima domanda è importante cominciare con il dire che il fenomeno dell'interazione della radiazione elettromagnetica con un corpo solido, liquido o gassoso richiede, per essere compreso, la conoscenza dei meccanismi fisici di emissione e di assorbimento della luce.

Nel caso più semplice dell'atomo di idrogeno, nel quale un elettrone, che possiede una carica unitaria negativa, ruota attorno al nucleo, composto di un protone carico positivamente, l'assorbimento della radiazione elettromagnetica avviene solamente a ben determinate quantità di energia discrete alle quali corrisponde un salto, da parte dell'elettrone, a un livello energetico più alto (eccitazione).

L'elettrone, infatti, può percorrere solo certe orbite in corrispondenza di determinati livelli energetici. L'orbita più interna (livello fondamentale) è quella a più bassa energia. Un elettrone che dovesse raggiungere un'orbita più esterna, dovrebbe essere stimolato dall'esterno a compiere il salto, cioè dovrebbe ricevere energia dall'assorbimento di un fotone (per il salto, per esempio, dall'orbita 1 all'orbita 2, sarebbe necessaria una quantità di energia di
10.19 eV, elettronvolt: 1 eV è l'energia che un elettrone acquisisce quando è sottoposto a un campo elettrico con una differenza di potenziale di 1 Volt). Questo assorbimento dà origine a una riga di assorbimento.

Inversamente, il salto di un elettrone verso un'orbita più interna rende disponibile una certa quantità di energia sotto forma di radiazione di una determinata lunghezza d'onda (l'atomo emette un fotone), dando origine a una riga d'emissione.

Nel caso delle molecole il numero di livelli energetici disponibili aumenta, mentre nel caso di un solido o di un liquido, dove la densità degli atomi presenti aumenta rispetto allo stato gassoso, si realizza una struttura a bande. Di conseguenza, l'interazione con la radiazione elettromagnetica produce uno spettro continuo. Lo spettro continuo è prodotto dalla possibilità di assorbire (oppure di emettere) fotoni con energie diverse che variano in modo continuo. Quindi l'assorbimento (emissione) non avverrà solamente a certe determinate energie, come nel caso degli atomi o delle molecole in fase gassosa, ma attraverso innumerevoli possibili modi.

Un tipo particolare di spettro continuo è quello emesso dal corpo nero, cioè un corpo che assorbe la radiazione di ogni lunghezza d'onda, e perciò appare completamente oscuro, ed emette radiazione di tutte le lunghezze d'onda. Si tratta quindi di un ipotetico emettitore e assorbitore perfetto. Un corpo nero emette uno spettro la cui "forma", cioè, l'intensità della radiazione alle varie lunghezze d'onda, è fissata e dipende solo dalla temperatura del corpo.

Veniamo ora alla seconda parte della domanda. Quando osserviamo un oggetto astronomico l'informazione ci giunge attraverso la radiazione elettromagnetica. Quindi l'analisi della luce delle stelle, cioè dello spettro, è il mezzo con il quale possiamo conoscere l'universo che ci circonda. Lo spettro di una stella è appunto una miscela di spettro continuo e spettro a righe; in emissione se la regione che osserviamo è calda o di assorbimento se è fredda rispetto al mezzo circostante. Sotto certe ipotesi, la parte continua di questo spettro può essere approssimata con quello di un corpo nero di temperatura pari a quella della superficie della stella, anche se a rigore una stella non è un emettitore perfetto e anche se non possiede una superficie fisica ben definita. In astrofisica una stella viene caratterizzata da un colore e da una temperatura superficiale a seconda della forma del suo spettro. Il Sole, per esempio, emette al massimo di intensità nella regione gialla della banda ottica e la sua temperatura superficiale misurata è di 5780 gradi Kelvin.

Con l'identificazione delle righe in assorbimento in uno spettro stellare, è possibile effettuare un'analisi chimica dell'atmosfera di una stella che permette di determinare le proprietà fisiche e chimiche dei diversi elementi presenti. L'intensità di una riga e la sua posizione dipendono, infatti, dal numero di atomi che la producono ma anche dalla temperatura e dalla pressione. Inoltre, ciascun tipo di atomo o molecola ha righe (o bande) che cadono a lunghezze d'onda differenti; pertanto, anche se mescolate, è possibile identificarle singolarmente e quindi determinare i componenti presenti. Ossia, ciascun atomo o molecola ha le sue impronte digitali uniche che lo distinguono dagli altri.

Dalla relazione tra gli spettri delle stelle e le loro magnitudini (o luminosità) si è ottenuta gran parte dell'attuale conoscenza sull'evoluzione stellare.

Nota: ringrazio il professore John Robert Brucato dell'Osservatorio Astronomico di Capodimonte (Napoli) che ha collaborato alla risposta.