안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
네, 질문자님 말씀이 맞습니다. 모든 원소는 다른 원소와 섞여 있는지 여부와 관계없이 자신만의 변하지 않는 고유한 선 스펙트럼 위치를 가집니다. 여러 원소가 섞여 있는 가스나 천체의 스펙트럼을 관측하면, 각 원소가 가진 고유한 선들이 그대로 겹쳐서 나타날 뿐 개별 원소의 선 위치 자체가 변하지는 않습니다. 이 때문에 선 스펙트럼을 원자의 지문이라고 부르는 것입니다.
전자가 하나의 에너지 준위에서 다른 에너지 준위로 이동할 때, 두 준위의 에너지 차이 만큼의 빛을 흡수하거나 방출합니다. 원소마다 에너지 준위 간격이 오직 하나뿐인 고유한 값을 가지기 때문에, 거기서 나오는 빛의 파장, 즉 스펙트럼상에서 선이 찍히는 위치도 해당 원소만의 고유한 값이 되는 것입니다.
기체 상태에서 여러 원소가 섞여 있더라도, 각 원자의 전자는 서로의 에너지 준위에 영향을 주지 않고 자신만의 에너지 준위 안에서 독립적으로 전이합니다.
따라서 혼합물의 스펙트럼은 각 원소가 만드는 독립적인 선 스펙트럼들을 투명 필름처럼 위로 여러 장 겹쳐 놓은 것과 같습니다. 천문학자들은 이 겹쳐진 선들을 하나씩 대조하고 분리하여, 멀리 떨어진 별이나 성운에 어떤 원소가 얼마만큼 포함되어 있는지 정확히 분석해 냅니다.