Il existe deux méthodes, l'une plus fiable que l'autre (bien que les deux soient plutôt bonnes.)
Point clé: plus une étoile est brillante, plus nous pouvons voir de détails dans son spectre - vous pouvez penser qu'elle est capable d'agrandir le spectre de manière à pouvoir voir des détails plus fins. Cela nous permet également de voir des lignes plus faibles (toutes les lignes spectrales ne sont pas également intenses.)
Nous avons des spectres de référence très étendus de tous les éléments dans une grande variété de conditions, donc quand une étoile est suffisamment brillante, nous voyons de nombreuses raies spectrales et pouvons les faire correspondre aux spectres de référence. Aucun élément n'a de spectre similaire, donc si vous pouvez voir plusieurs lignes, vous ne pouvez pas facilement les confondre les unes avec les autres.
Lorsque vous pouvez représenter presque toutes les raies du spectre d'une étoile par un ensemble plausible d'éléments en abondance plausible et tous avec le même décalage vers le rouge, vous avez une correspondance très, très fiable et vous connaissez avec précision le décalage vers le rouge de l'objet.
Mais les étoiles éloignées (et les galaxies) sont très faibles et donc les spectres que nous obtenons sont de très basse résolution et ne montrent que quelques-unes des raies spectrales les plus fortes. Ils peuvent souvent être appariés car l'hydrogène est si commun que les lignes les plus fortes vues seront des lignes d'hydrogène et même si vous ne pouvez en repérer que deux ou trois, si elles portent les mêmes positions relatives que les lignes d'hydrogène lumineuses, vous pouvez les identifier en toute sécurité et lire le décalage rouge. C'est moins fiable, mais toujours suffisamment fiable pour que ce soit rarement un problème.
Dans les cas les plus sombres, vous ne pouvez voir qu'une seule ligne. Vous avez une idée très approximative du décalage vers le rouge à partir de la luminosité de l'objet et tout ce que vous pouvez faire est de supposer que c'est la ligne d'hydrogène la plus forte et de voir si elle est à peu près dans la bonne position compte tenu de la distance déduite de la luminosité et du type de l'objet. Cela fonctionne aussi, mais est toujours moins fiable. (Une grande partie du travail original de Hubble reposait sur une seule ligne pour les objets les plus éloignés, mais s'est avérée correcte lorsqu'elle a été observée plus tard avec un équipement considérablement meilleur.)
