Im 19. Jahrhundert stritten die Astronomen bereits längere Zeit über die Natur der so genannten Nebel – ausgedehnte, schemenhafte Lichtquellen am Nachthimmel. Die einen meinten, es handele sich um Wolken aus Gas, andere waren der Überzeugung, sie seien in Wirklichkeit Ansammlungen von Sternen, die nur auf Grund ihrer sehr großen Entfernungen zur Erde im Teleskop wie diffuse Lichtflecke erschienen. Mit Hilfe immer größerer Teleskope ließen sich zwar tatsächlich vereinzelt Nebel in Einzelsterne auflösen, bei vielen anderen gelang das jedoch nicht. Bestanden sie demnach aus reinem Gas? Und wenn ja, warum leuchteten sie? Allein mit Teleskopen war das Rätsel offenbar nicht zu lösen. Die Astronomen benötigten ein Instrument, das mehr Informationen über ein astronomisches Objekt zu Tage fördern konnte als nur seine Helligkeit oder Form. Nicht erst seit Isaac Newton war bekannt, dass sich das weiße Licht der Sonne in ein »Regenbogenspektrum« von Farben zerlegen lässt, beispielsweise mit einem Glasprisma. Jede Farbe entspricht dabei einem Wellenlängenbereich: Das sichtbare Licht mit der größten Wellenlänge ist rot, das kurzwelligste violett. Zu Beginn der 1860er Jahre erkannten der Physiker Gustav Kirchhoff und der Chemiker Robert Bunsen, dass solche Spektren nicht nur hübsch aussehen, sondern auch nützlich sind.