Astronomi

ⓘ

Güney Gökyüzü yıldız haritası, Güney gök kutbunda ortalanmış

Kuzey Gökyüzü yıldız haritası, kuzey gök kutbunda ortalanmış ⓘ

Büyük krater: Daedalus. Fotoğraf Apollo 11 1969'da ay yörüngesine oturduğunda çekilmiş. Çapı yaklaşık 93 km ⓘ

Astronomi (gök bilimi ya da gökbilim), kökenleri, evrimleri, fiziksel ve kimyasal özellikleri ile gök cisimlerini açıklamaya çalışmak üzere gözleyen bilim dalıdır. Astronominin sınırlı ve özel bir alanı olan gök mekaniği ile karıştırılmaması gerekir. Astronomi daha açık bir deyişle, yörüngesel cisimleri ve Dünya atmosferinin dışında gerçekleşen, yıldızlar, gezegenler, kuyrukluyıldızlar, kutup ışıkları, galaksiler (gökadalar) ve Kozmik mikrodalga arka plan ışıması gibi gözlemlenebilir tüm olay ve olguları inceleyen bilim dalıdır. Evrende bulunan her çeşit maddenin dağılımını, hareketini, kimyasal bileşimini, evrimini, fiziksel özelliklerini ve birbirleriyle etkileşimlerini inceler. ⓘ

Astronomi terimi eski Yunanca'daki astron ve nomos (άστρον et νόμος) sözcüklerinden türetilmiş olup, «yıldızların yasası» anlamına gelir. Asteroitlerin ve kuyruklu yıldızların keşfindeki katkıları göz önüne alınırsa, astronomi amatörlerin de hâlen etkin bir rol oynayabildikleri nadir bilim dallarından biridir. ⓘ

Gök bilimi yeryüzündeki en eski bilimlerden biri olarak kabul edilir. Arkeolojik bulgular en eski çağlarda bile insanların gök biliminin konuları hakkında bilgileri olduğunu ortaya koymaktadır. Neolitik çağda insanlar ekinoksların periyodik karakterini, mevsimlerle ilişkisini ve bazı takımyıldızları bilmekteydiler. Modern gök bilimi gelişimini, özellikle antik çağdaki ve onları izleyen matematikçilere ve Ortaçağ’ın sonunda keşfedilmiş gözlem aletlerine borçludur. Başlangıçta ayrılmaz bir ikili sayılan ve paralel olarak ilerleyen astroloji ve gök bilimi zamanla yollarını birbirlerinden ayırmak zorunda kalmışlardır. ⓘ

Bir sanatçının yorumu ile Güneş Sistemi'nin doğuşu. ⓘ

Avrupa Güney Gözlemevi'ne bağlı Paranal Gözlemevi Galaktik Merkez'e bir lazer kılavuz yıldız gönderiyor ⓘ

Astronomi en eski doğa bilimlerinden biridir. Kayıtlı tarihin ilk uygarlıkları gece gökyüzünde metodik gözlemler yapmıştır. Bunlar arasında Babilliler, Yunanlılar, Hintliler, Mısırlılar, Çinliler, Mayalar ve Amerika'nın birçok eski yerli halkı yer almaktadır. Geçmişte astronomi astrometri, göksel navigasyon, gözlemsel astronomi ve takvim yapımı gibi çok çeşitli disiplinleri içeriyordu. Günümüzde, profesyonel astronominin genellikle astrofizik ile aynı olduğu söylenmektedir. ⓘ

Profesyonel astronomi gözlemsel ve teorik dallara ayrılır. Gözlemsel astronomi, astronomik nesnelerin gözlemlerinden veri elde etmeye odaklanır. Bu veriler daha sonra fiziğin temel ilkeleri kullanılarak analiz edilir. Teorik astronomi ise astronomik nesneleri ve olayları tanımlamak için bilgisayar veya analitik modeller geliştirmeye yöneliktir. Bu iki alan birbirini tamamlar. Teorik astronomi gözlemsel sonuçları açıklamaya çalışır ve gözlemler teorik sonuçları doğrulamak için kullanılır. ⓘ

Etimoloji

Astronomik Gözlemevi, Yeni Güney Galler, Avustralya 1873 ⓘ

19. yüzyıldan kalma Quito Astronomi Gözlemevi Ekvator'un 12 dakika güneyinde, Quito, Ekvator'da yer almaktadır. ⓘ

Astronomi (Yunanca ἀστρονομία'dan ἄστρον astron, "yıldız" ve -νομία -nomia'dan νόμος nomos, "yasa" veya "kültür") "yıldızların yasası" (veya çeviriye bağlı olarak "yıldızların kültürü") anlamına gelir. Astronomi, insan ilişkilerinin gök cisimlerinin konumlarıyla ilişkili olduğunu iddia eden inanç sistemi olan astroloji ile karıştırılmamalıdır. Her ne kadar iki alan ortak bir kökene sahip olsa da, artık tamamen farklıdırlar. ⓘ

"Astronomi" ve "astrofizik" terimlerinin kullanımı

"Astronomi" ve "astrofizik" eşanlamlı kelimelerdir. Kesin sözlük tanımlarına göre, "astronomi" "Dünya atmosferi dışındaki cisimlerin ve maddenin ve bunların fiziksel ve kimyasal özelliklerinin incelenmesi" anlamına gelirken, "astrofizik" astronominin "göksel cisimlerin ve olayların davranışları, fiziksel özellikleri ve dinamik süreçleri" ile ilgilenen dalını ifade eder. Bazı durumlarda, Frank Shu'nun The Physical Universe adlı giriş ders kitabının girişinde olduğu gibi, "astronomi" konunun niteliksel çalışmasını tanımlamak için kullanılırken, "astrofizik" konunun fizik odaklı versiyonunu tanımlamak için kullanılabilir. Bununla birlikte, modern astronomik araştırmaların çoğu fizikle ilgili konularla ilgilendiğinden, modern astronomi aslında astrofizik olarak adlandırılabilir. Astrometri gibi bazı alanlar astrofizikten ziyade tamamen astronomidir. Bilim insanlarının bu konuda araştırma yaptığı çeşitli bölümler, kısmen bölümün tarihsel olarak bir fizik bölümüne bağlı olup olmamasına bağlı olarak "astronomi" ve "astrofizik" terimlerini kullanabilir ve birçok profesyonel astronomun astronomi yerine fizik diploması vardır. Bu alandaki önde gelen bilimsel dergilerin bazı başlıkları arasında The Astronomical Journal, The Astrophysical Journal ve Astronomy & Astrophysics bulunmaktadır. ⓘ

Tarihçe

Hollandalı haritacı Frederik de Wit tarafından 17. yüzyıldan kalma bir gök haritası ⓘ

Eski zamanlar

Tarihin erken dönemlerinde astronomi sadece çıplak gözle görülebilen cisimlerin hareketlerinin gözlemlenmesi ve tahmin edilmesinden ibaretti. Bazı yerlerde, erken kültürler muhtemelen astronomik bir amacı olan devasa eserler inşa etmişlerdir. Bu gözlemevleri törensel kullanımlarının yanı sıra, ekinlerin ne zaman ekileceğini bilmek ve yılın uzunluğunu anlamak için önemli bir faktör olan mevsimleri belirlemek için de kullanılmış olabilir. ⓘ

Teleskop gibi araçlar icat edilmeden önce, yıldızlarla ilgili ilk çalışmalar çıplak gözle yapılıyordu. Medeniyetler geliştikçe, özellikle Mezopotamya, Yunanistan, İran, Hindistan, Çin, Mısır ve Orta Amerika'da, astronomik gözlemevleri kuruldu ve Evrenin doğası üzerine fikirler gelişmeye başladı. Erken dönem astronomisinin çoğu, günümüzde astrometri olarak adlandırılan bir bilim dalı olan yıldızların ve gezegenlerin konumlarının haritalanmasından oluşuyordu. Bu gözlemlerden gezegenlerin hareketleri hakkında ilk fikirler oluştu ve Güneş, Ay ve Dünya'nın Evren'deki doğası felsefi olarak araştırıldı. Dünya'nın Evren'in merkezi olduğuna ve Güneş, Ay ve yıldızların onun etrafında döndüğüne inanılıyordu. Bu, Batlamyus'un adıyla anılan jeosentrik Evren modeli ya da Batlamyus sistemi olarak bilinir. ⓘ

Suryaprajnaptisūtra, Londra'daki Schoyen Koleksiyonu'nda bulunan MÖ 6. yüzyıla ait bir Jain astronomi metni. Yukarıda: MS 1500 civarından kalma el yazması. ⓘ

Özellikle önemli bir erken gelişme, daha sonra diğer birçok medeniyette gelişen astronomi geleneklerinin temellerini atan Babilliler arasında başlayan matematiksel ve bilimsel astronominin başlangıcıydı. Babilliler ay tutulmalarının saros olarak bilinen bir döngü içinde tekrar ettiğini keşfetmişlerdir. ⓘ

Yunan ekvatoral güneş saati, Oxus üzerindeki İskenderiye, günümüz Afganistan'ı MÖ 3.-2. yüzyıl ⓘ

Babillilerin ardından antik Yunan ve Helenistik dünyada astronomi alanında önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. Yunan astronomisi en başından beri göksel fenomenler için rasyonel, fiziksel bir açıklama arayışıyla karakterize edilir. MÖ 3. yüzyılda Samoslu Aristarchus, Ay ve Güneş'in boyutunu ve uzaklığını tahmin etmiş ve Dünya ile gezegenlerin Güneş etrafında döndüğü, günümüzde güneş merkezli model olarak adlandırılan bir Güneş Sistemi modeli önermiştir. MÖ 2. yüzyılda Hipparchus presesyonu keşfetmiş, Ay'ın büyüklüğünü ve uzaklığını hesaplamış ve usturlap gibi bilinen en eski astronomik aletleri icat etmiştir. Hipparchus ayrıca 1020 yıldızdan oluşan kapsamlı bir katalog oluşturmuştur ve kuzey yarımküredeki takımyıldızların çoğu Yunan astronomisinden türemiştir. Antikythera mekanizması (yaklaşık MÖ 150-80), belirli bir tarih için Güneş, Ay ve gezegenlerin konumunu hesaplamak üzere tasarlanmış erken bir analog bilgisayardı. Benzer karmaşıklıktaki teknolojik eserler, Avrupa'da mekanik astronomik saatlerin ortaya çıktığı 14. yüzyıla kadar yeniden ortaya çıkmadı. ⓘ

Teleskop ⓘ

Antik Çağ'da gök biliminin gelişimindeki önemli hususlar olarak şunlar söylenebilir:

• Astronomi önceleri yalnızca, çıplak gözle görülen gök cisimlerinin gözlemi ve hareketleri hakkındaki öngörülerden oluşuyordu. Eski zamanlarda gözlemler çıplak gözle yapılıyorsa da o zamanlar günümüzdeki gibi sanayi ve ışık kirliliğinin bulunmayışı insanlara büyük bir avantaj sağlıyordu. Bu yüzden antik çağda yapılan gözlemlerin günümüzde yapılması neredeyse olanaksız derecesinde zordur.
• Eski insanların dairesel tarzda dikmiş oldukları 6.500 yıllık megalitlerin (Nabta Playa, Stonehenge) astronomik gözlem amacıyla kullanıldıkları sanılmaktadır.
• Eski çağlarda astronomide ilerlemiş uygarlıklardan bazıları, Çin, Hint, Sümer, Babil, Mısır, Toltek, Zapotek ve Maya uygarlıklarıdır.
• Rig-Veda'da Güneş'in hareketine bağlanan 27 takımyıldızdan ve 13 bölümlü zodyaktan söz edilir.
• Mayalar ise teleskopları olmadıkları halde Venüs’ün evrelerini ve tutulmalarını tam olarak saptayabilmişlerdi.
• Antik Yunanlar'ın gök bilimine yaptıkları en önemli katkı, yıldızları kadir derecelerine göre sınıflandırmaya çalışmış olmalarıdır. ⓘ

Orta Çağ

Ortaçağ Avrupası çok sayıda önemli astronoma ev sahipliği yapmıştır. Wallingford'lu Richard (1292-1336), ilk astronomik saatin icadı, gezegenler ve diğer astronomik cisimler arasındaki açıların ölçülmesini sağlayan Rectangulus'un yanı sıra ay, güneş ve gezegen boylamları gibi astronomik hesaplamalar için kullanılabilen ve tutulmaları öngörebilen Albion adlı bir ekvatoryum da dahil olmak üzere astronomi ve horolojiye önemli katkılarda bulunmuştur. Nicole Oresme (1320-1382) ve Jean Buridan (1300-1361) Dünya'nın döndüğüne dair kanıtları ilk kez tartışmış, ayrıca Buridan gezegenlerin meleklerin müdahalesi olmadan hareket edebildiğini gösterebilen itki teorisini (modern bilimsel eylemsizlik teorisinin öncülü) geliştirmiştir. Georg von Peuerbach (1423-1461) ve Regiomontanus (1436-1476) astronomik ilerlemenin Kopernik'in on yıllar sonra güneş merkezli modeli geliştirmesinde etkili olmasına yardımcı oldular. ⓘ

Astronomi İslam dünyasında ve dünyanın diğer bölgelerinde gelişti. Bu, 9. yüzyılın başlarında Müslüman dünyasında ilk astronomik gözlemevlerinin ortaya çıkmasına yol açtı. 964 yılında, Yerel Grup'taki en büyük galaksi olan Andromeda Galaksisi, İranlı Müslüman astronom Abd al-Rahman al-Sufi tarafından Sabit Yıldızlar Kitabı'nda tanımlanmıştır. Kayıtlı tarihteki en parlak görünen yıldız olayı olan SN 1006 süpernovası, Mısırlı Arap astronom Ali ibn Rıdvan ve Çinli astronomlar tarafından 1006 yılında gözlemlenmiştir. Bilime önemli katkılarda bulunan önde gelen İslam (çoğunlukla Fars ve Arap) astronomları arasında El-Battani, Thebit, Abd al-Rahman al-Sufi, Biruni, Ebû İshâk İbrahim el-Zerkâlî, El-Birjandi ve Maragheh ve Semerkant gözlemevlerinin astronomları sayılabilir. O dönemdeki astronomlar, günümüzde tek tek yıldızlar için kullanılan birçok Arapça ismi tanıtmışlardır. ⓘ

Ayrıca Büyük Zimbabve ve Timbuktu'daki kalıntıların astronomik gözlemevlerine ev sahipliği yapmış olabileceğine inanılmaktadır. Klasik dönem sonrası Batı Afrika'da astronomlar yıldızların hareketlerini ve mevsimlerle ilişkilerini incelemiş, karmaşık matematiksel hesaplamalara dayalı olarak göklerin haritalarını ve diğer gezegenlerin yörüngelerinin hassas diyagramlarını hazırlamışlardır. Songhai tarihçisi Mahmud Kati Ağustos 1583'te bir meteor yağmurunu belgelemiştir. Avrupalılar daha önce sömürgecilik öncesi Orta Çağ boyunca Sahraaltı Afrika'da astronomik gözlem yapılmadığına inanıyorlardı, ancak modern keşifler bunun aksini gösteriyor. ⓘ

Roma Katolik Kilisesi, altı yüzyılı aşkın bir süre boyunca (Orta Çağ'ın sonlarında antik öğrenimin yeniden canlanmasından Aydınlanma dönemine kadar) astronomi çalışmalarına muhtemelen diğer tüm kurumlardan daha fazla mali ve sosyal destek vermiştir. Kilisenin amaçları arasında Paskalya'nın tarihini bulmak da vardı. ⓘ

Bilimsel devrim

Galileo'nun Ay'a dair çizimleri ve gözlemleri yüzeyin dağlık olduğunu ortaya koymuştur. ⓘ

Erken dönem bir bilimsel el yazmasından astronomik bir çizelge, yaklaşık 1000 ⓘ

Rönesans döneminde Nicolaus Copernicus güneş sisteminin güneş merkezli bir modelini önermiştir. Çalışmaları Galileo Galilei tarafından savunuldu ve Johannes Kepler tarafından genişletildi. Kepler, gezegenlerin Güneş etrafındaki hareketlerinin ayrıntılarını doğru bir şekilde tanımlayan bir sistem tasarlayan ilk kişiydi. Ancak Kepler, yazdığı yasaların ardında bir teori formüle etmeyi başaramadı. Gezegenlerin hareketlerini nihayet açıklayan, gök dinamiği buluşu ve yerçekimi yasasıyla Isaac Newton oldu. Newton ayrıca yansıtıcı teleskopu da geliştirmiştir. ⓘ

Teleskopun boyut ve kalitesindeki gelişmeler daha fazla keşif yapılmasını sağladı. İngiliz astronom John Flamsteed 3000'den fazla yıldızı katalogladı, Nicolas Louis de Lacaille tarafından daha kapsamlı yıldız katalogları hazırlandı. Gökbilimci William Herschel bulutsuların ve kümelerin ayrıntılı bir kataloğunu yaptı ve 1781'de bulunan ilk yeni gezegen olan Uranüs gezegenini keşfetti. ⓘ

18-19. yüzyıllarda Leonhard Euler, Alexis Claude Clairaut ve Jean le Rond d'Alembert tarafından üç cisim probleminin incelenmesi, Ay ve gezegenlerin hareketleri hakkında daha doğru tahminler yapılmasını sağladı. Bu çalışma Joseph-Louis Lagrange ve Pierre Simon Laplace tarafından daha da geliştirilerek gezegenlerin ve ayların kütlelerinin pertürbasyonlarından tahmin edilmesine olanak sağladı. ⓘ

Spektroskop ve fotoğraf dahil olmak üzere yeni teknolojilerin kullanılmaya başlanmasıyla astronomide önemli ilerlemeler kaydedildi. Joseph von Fraunhofer 1814-15'te Güneş'in spektrumunda yaklaşık 600 bant keşfetti ve bu bantlar 1859'da Gustav Kirchhoff tarafından farklı elementlerin varlığına atfedildi. Yıldızların Dünya'nın Güneş'ine benzediği, ancak geniş bir sıcaklık, kütle ve boyut aralığına sahip oldukları kanıtlandı. ⓘ

Dünya'nın galaksisi Samanyolu'nun kendi yıldız grubu olarak varlığı, "dış" galaksilerin varlığıyla birlikte ancak 20. yüzyılda kanıtlandı. Bu galaksilerin gözlemlenen durgunluğu, Evren'in genişlediğinin keşfedilmesine yol açtı. Teorik astronomi, kuasarlar, pulsarlar, blazarlar ve radyo galaksileri gibi gözlemlenen fenomenleri açıklamak için kullanılan kara delikler ve nötron yıldızları gibi nesnelerin varlığına dair spekülasyonlara yol açtı. Fiziksel kozmoloji 20. yüzyıl boyunca büyük ilerlemeler kaydetmiştir. 1900'lerin başında kozmik mikrodalga arka plan radyasyonu, Hubble yasası ve elementlerin kozmolojik bollukları ile büyük ölçüde kanıtlanan Büyük Patlama teorisi modeli formüle edildi. Uzay teleskopları, elektromanyetik spektrumun normalde atmosfer tarafından engellenen veya bulanıklaştırılan kısımlarında ölçümler yapılmasını sağlamıştır. Şubat 2016'da, LIGO projesinin bir önceki Eylül ayında yerçekimsel dalgaların kanıtlarını tespit ettiği ortaya çıktı. ⓘ

Gözlemsel astronomi

Gök cisimleri ve diğer nesneler hakkındaki temel bilgi kaynağı görünür ışık ya da daha genel olarak elektromanyetik radyasyondur. Gözlemsel astronomi, gözlemlerin yapıldığı elektromanyetik spektrumun ilgili bölgesine göre kategorize edilebilir. Spektrumun bazı kısımları Dünya yüzeyinden gözlemlenebilirken, diğer kısımları yalnızca yüksek irtifalardan veya Dünya atmosferinin dışından gözlemlenebilir. Bu alt alanlara ilişkin spesifik bilgiler aşağıda verilmiştir. ⓘ

Radyo astronomisi

New Mexico'daki Very Large Array, bir radyo teleskop örneği ⓘ

Radyo astronomi, görünür aralığın dışında, yaklaşık bir milimetreden daha büyük dalga boylarına sahip radyasyonu kullanır. Radyo astronomisi diğer gözlemsel astronomi türlerinden farklıdır çünkü gözlemlenen radyo dalgaları ayrı fotonlar olarak değil dalgalar olarak ele alınabilir. Bu nedenle, radyo dalgalarının hem genliğini hem de fazını ölçmek nispeten daha kolaydır, oysa bu daha kısa dalga boylarında o kadar kolay değildir. ⓘ

Bazı radyo dalgaları, termal emisyonun bir ürünü olan astronomik nesneler tarafından doğrudan yayılsa da, gözlemlenen radyo emisyonunun çoğu, elektronlar manyetik alanların yörüngesine girdiğinde üretilen sinkrotron radyasyonunun sonucudur. Ayrıca, yıldızlararası gaz tarafından üretilen bir dizi spektral çizgi, özellikle de 21 cm'deki hidrojen spektral çizgisi, radyo dalgaboylarında gözlemlenebilir. ⓘ

Süpernovalar, yıldızlararası gaz, pulsarlar ve aktif galaktik çekirdekler de dahil olmak üzere çok çeşitli diğer nesneler radyo dalgaboylarında gözlemlenebilir. ⓘ

Kızılötesi astronomi

ALMA Gözlemevi, Dünya üzerindeki en yüksek gözlem alanlarından biridir. Atacama, Şili. ⓘ

Kızılötesi astronomi, kırmızı ışıktan daha uzun dalga boylarına sahip ve görüş alanımızın dışında kalan kızılötesi radyasyonun tespiti ve analizi üzerine kuruludur. Kızılötesi spektrum, görünür ışık yayamayacak kadar soğuk olan gezegenler, yıldız çevresi diskler veya ışığı toz tarafından engellenen bulutsular gibi nesneleri incelemek için kullanışlıdır. Kızılötesinin daha uzun dalga boyları, görünür ışığı engelleyen toz bulutlarına nüfuz edebilir ve moleküler bulutlara gömülü genç yıldızların ve galaksilerin çekirdeklerinin gözlemlenmesine olanak tanır. Geniş Alan Kızılötesi Araştırma Kaşifi (WISE) tarafından yapılan gözlemler, çok sayıda galaktik protostarı ve onların ev sahibi yıldız kümelerini ortaya çıkarmada özellikle etkili olmuştur. Görünür ışığa yakın kızılötesi dalga boyları haricinde, atmosferin kendisi önemli ölçüde kızılötesi emisyon ürettiğinden, bu tür radyasyon atmosfer tarafından büyük ölçüde emilir veya maskelenir. Sonuç olarak, kızılötesi gözlemevlerinin Dünya'da veya uzayda yüksek ve kuru yerlerde bulunması gerekir. Bazı moleküller kızılötesinde güçlü bir şekilde ışıma yapar. Bu, uzayın kimyasının incelenmesine olanak sağlar; daha spesifik olarak kuyruklu yıldızlardaki suyu tespit edebilir. ⓘ

Optik astronomi

Mauna Kea'daki Subaru Teleskobu (solda) ve Keck Gözlemevi (ortada), her ikisi de yakın kızılötesi ve görünür dalga boylarında çalışan gözlemevi örnekleridir. NASA Kızılötesi Teleskop Tesisi (sağda) sadece yakın kızılötesi dalga boylarında çalışan bir teleskop örneğidir. ⓘ

Tarihsel olarak, görünür ışık astronomisi olarak da adlandırılan optik astronomi, astronominin en eski biçimidir. Gözlemlerin görüntüleri başlangıçta elle çizilirdi. 19. yüzyılın sonlarında ve 20. yüzyılın çoğunda görüntüler fotoğrafik ekipman kullanılarak yapılmıştır. Modern görüntüler dijital dedektörler, özellikle de şarj bağlantılı cihazlar (CCD'ler) kullanılarak yapılır ve modern ortamlara kaydedilir. Görünür ışığın kendisi yaklaşık 4000 Å ila 7000 Å (400 nm ila 700 nm) arasında uzanmasına rağmen, aynı ekipman bazı yakın ultraviyole ve yakın kızılötesi radyasyonu gözlemlemek için kullanılabilir. ⓘ

Ultraviyole astronomi

Morötesi astronomi, yaklaşık 100 ila 3200 Å (10 ila 320 nm) arasındaki morötesi dalga boylarını kullanır. Bu dalga boylarındaki ışık Dünya'nın atmosferi tarafından emilir, bu da bu dalga boylarındaki gözlemlerin üst atmosferden veya uzaydan yapılmasını gerektirir. Ultraviyole astronomisi, bu dalga bandında çok parlak olan sıcak mavi yıldızlardan (OB yıldızları) gelen termal radyasyon ve spektral emisyon çizgilerinin incelenmesi için en uygun olanıdır. Bu, birçok morötesi araştırmanın hedefi olan diğer galaksilerdeki mavi yıldızları da içerir. Morötesi ışıkta yaygın olarak gözlemlenen diğer nesneler arasında gezegenimsi bulutsular, süpernova kalıntıları ve aktif galaktik çekirdekler bulunur. Bununla birlikte, morötesi ışık yıldızlararası toz tarafından kolayca emildiğinden, morötesi ölçümlerin ayarlanması gereklidir. ⓘ

X-ışını astronomisi

NASA'nın Chandra X-ışını Gözlemevi tarafından bulunan süper kütleli bir kara delikten çıkan X-ışını jeti, Evrenin erken dönemlerinden gelen ışıkla görünür hale geldi ⓘ

X-ışını astronomisi X-ışını dalga boylarını kullanır. Tipik olarak, X-ışını radyasyonu sinkrotron emisyonu (elektronların manyetik alan çizgileri etrafında dönmesinin sonucu), 10⁷ (10 milyon) kelvinin üzerindeki ince gazlardan termal emisyon ve 10⁷ Kelvin'in üzerindeki kalın gazlardan termal emisyon ile üretilir. X-ışınları Dünya'nın atmosferi tarafından emildiğinden, tüm X-ışını gözlemleri yüksek irtifa balonlarından, roketlerden veya X-ışını astronomi uydularından yapılmalıdır. Önemli X-ışını kaynakları arasında X-ışını ikilileri, pulsarlar, süpernova kalıntıları, eliptik galaksiler, galaksi kümeleri ve aktif galaktik çekirdekler bulunur. ⓘ

Gama ışını astronomisi

Gama ışını astronomisi, elektromanyetik spektrumun en kısa dalga boylarındaki astronomik nesneleri gözlemler. Gama ışınları Compton Gama Işını Gözlemevi gibi uydular tarafından doğrudan ya da atmosferik Cherenkov teleskopları adı verilen özel teleskoplar tarafından gözlemlenebilir. Cherenkov teleskopları gama ışınlarını doğrudan tespit etmez, bunun yerine gama ışınları Dünya'nın atmosferi tarafından emildiğinde ortaya çıkan görünür ışık parıltılarını tespit eder. ⓘ

Gama ışını yayan kaynakların çoğu aslında gama ışını patlamalarıdır, kaybolmadan önce sadece birkaç milisaniyeden binlerce saniyeye kadar gama radyasyonu üreten nesnelerdir. Gama ışını kaynaklarının sadece %10'u geçici olmayan kaynaklardır. Bu sabit gama ışını yayıcılar arasında pulsarlar, nötron yıldızları ve aktif galaktik çekirdekler gibi kara delik adayları bulunur. ⓘ

Elektromanyetik spektruma dayanmayan alanlar

Elektromanyetik radyasyona ek olarak, uzak mesafelerden kaynaklanan birkaç başka olay da Dünya'dan gözlemlenebilir. ⓘ

Nötrino astronomisinde, gökbilimciler nötrinoların tespiti için SAGE, GALLEX ve Kamioka II/III gibi yoğun korumalı yeraltı tesislerini kullanmaktadır. Dünya'dan geçen nötrinoların büyük çoğunluğu Güneş'ten kaynaklanır, ancak 1987A süpernovasından da 24 nötrino tespit edilmiştir. Dünya atmosferine girdiklerinde bozunabilen veya emilebilen çok yüksek enerjili parçacıklardan (atom çekirdekleri) oluşan kozmik ışınlar, mevcut gözlemevleri tarafından tespit edilebilen bir dizi ikincil parçacıkla sonuçlanır. Gelecekteki bazı nötrino dedektörleri kozmik ışınlar Dünya atmosferine çarptığında ortaya çıkan parçacıklara da duyarlı olabilir. ⓘ

Yerçekimsel dalga astronomisi, uzaktaki büyük kütleli nesneler hakkında gözlemsel veri toplamak için yerçekimsel dalga dedektörlerini kullanan, gelişmekte olan bir astronomi alanıdır. Lazer İnterferometre Kütleçekim Gözlemevi LIGO gibi birkaç gözlemevi inşa edilmiştir. LIGO ilk tespitini 14 Eylül 2015 tarihinde yapmış ve ikili bir kara delikten gelen yerçekimi dalgalarını gözlemlemiştir. İkinci bir kütleçekim dalgası 26 Aralık 2015'te tespit edildi ve ek gözlemlerin devam etmesi gerekiyor ancak kütleçekim dalgaları son derece hassas aletler gerektiriyor. ⓘ

Elektromanyetik radyasyon, nötrinolar veya kütleçekim dalgaları ve diğer tamamlayıcı bilgiler kullanılarak yapılan gözlemlerin kombinasyonu, çoklu mesajcı astronomisi olarak bilinir. ⓘ

Astrometri ve gök mekaniği

Bulutsulu yıldız kümesi Pismis 24 ⓘ

Astronominin ve tüm bilimin en eski alanlarından biri gök cisimlerinin konumlarının ölçülmesidir. Tarihsel olarak, Güneş, Ay, gezegenler ve yıldızların konumlarının doğru bir şekilde bilinmesi, göksel navigasyonda (navigasyona rehberlik etmek için göksel nesnelerin kullanılması) ve takvimlerin yapımında çok önemli olmuştur. ⓘ

Gezegenlerin konumlarının dikkatli bir şekilde ölçülmesi, yerçekimsel pertürbasyonların sağlam bir şekilde anlaşılmasına ve gök mekaniği olarak bilinen bir alan olan gezegenlerin geçmiş ve gelecekteki konumlarının büyük bir doğrulukla belirlenebilmesine yol açmıştır. Yakın zamanda Dünya'ya yakın nesnelerin izlenmesi, Dünya'nın bu nesnelerle yakın karşılaşmalarının veya potansiyel çarpışmalarının tahmin edilmesine olanak sağlayacaktır. ⓘ

Yakındaki yıldızların yıldız paralaksının ölçümü, Evrenin ölçeğini ölçmek için kullanılan kozmik mesafe merdiveninde temel bir taban çizgisi sağlar. Yakındaki yıldızların paralaks ölçümleri, özellikleri karşılaştırılabildiği için daha uzaktaki yıldızların özellikleri için mutlak bir temel sağlar. Yıldızların radyal hız ve uygun hareket ölçümleri, gökbilimcilerin bu sistemlerin Samanyolu galaksisi boyunca hareketlerini çizmelerine olanak tanır. Astrometrik sonuçlar, galaksideki speküle edilen karanlık maddenin dağılımını hesaplamak için kullanılan temeldir. ⓘ

1990'larda, yakın yıldızların yıldız yalpalamasının ölçümü, bu yıldızların yörüngesinde dönen büyük güneş dışı gezegenleri tespit etmek için kullanıldı. ⓘ

Teorik astronomi

Teorik astronomlar analitik modeller ve hesaplamalı sayısal simülasyonlar dahil olmak üzere çeşitli araçlar kullanırlar; her birinin kendine özgü avantajları vardır. Bir sürecin analitik modelleri, neler olup bittiğine dair daha geniş bir içgörü sağlamak için daha iyidir. Sayısal modeller, başka türlü gözlemlenemeyen olgu ve etkilerin varlığını ortaya çıkarır. ⓘ

Astronomi teorisyenleri teorik modeller oluşturmaya ve sonuçlardan bu modellerin gözlemsel sonuçlarını tahmin etmeye çalışırlar. Bir model tarafından öngörülen bir olgunun gözlemlenmesi, gökbilimcilerin birkaç alternatif veya çelişkili model arasından olguyu en iyi açıklayabilecek olanı seçmelerine olanak tanır. ⓘ

Teorisyenler ayrıca yeni verileri dikkate almak için modeller oluşturmaya veya değiştirmeye çalışırlar. Veriler ve modelin sonuçları arasında bir tutarsızlık olması durumunda, genel eğilim modelde minimum değişiklikler yaparak verilere uygun sonuçlar üretmesini sağlamaktır. Bazı durumlarda, zaman içinde büyük miktarda tutarsız veri, bir modelin tamamen terk edilmesine yol açabilir. ⓘ

Teorik astronomlar tarafından modellenen olgular arasında şunlar yer alır: yıldız dinamikleri ve evrimi; galaksi oluşumu; Evren'deki maddenin büyük ölçekli dağılımı; kozmik ışınların kökeni; sicim kozmolojisi ve astropartikül fiziği dahil olmak üzere genel görelilik ve fiziksel kozmoloji. Astrofiziksel görelilik, kütle çekiminin incelenen fiziksel olaylarda önemli bir rol oynadığı büyük ölçekli yapıların özelliklerini ölçmek için bir araç olarak ve kara delik (astro) fiziği ve kütle çekim dalgalarının incelenmesi için temel olarak hizmet eder. ⓘ

Astronomide yaygın olarak kabul gören ve üzerinde çalışılan bazı teori ve modeller, şimdi Lambda-CDM modeline dahil edilmiştir: Büyük Patlama, karanlık madde ve fiziğin temel teorileri. ⓘ

Bu sürece birkaç örnek:

Fiziksel süreç	Deneysel araç	Teorik model	Açıklar/tahmin eder ⓘ
Yerçekimi	Radyo teleskopları	Kendi kendine çekim yapan sistem	Bir yıldız sisteminin ortaya çıkışı
Nükleer füzyon	Spektroskopi	Yıldız evrimi	Yıldızlar nasıl parlar ve metaller nasıl oluşur?
Büyük Patlama	Hubble Uzay Teleskobu, COBE	Genişleyen evren	Evrenin Yaşı
Kuantum dalgalanmaları		Kozmik enflasyon	Düzlük sorunu
Yerçekimsel çöküş	X-ışını astronomisi	Genel görelilik	Andromeda Galaksisi'nin merkezindeki kara delikler
Yıldızlarda CNO döngüsü			Büyük yıldızlar için baskın enerji kaynağı.

Kozmik enflasyon ile birlikte karanlık madde ve karanlık enerji, keşifleri ve tartışmaları galaksilerin incelenmesi sırasında ortaya çıktığı için astronominin önde gelen konularıdır. ⓘ

Spesifik alt alanlar

Astrofizik

Astrofizik, astronomi tarafından yapılan ölçümleri anlamak için fizik ve kimyayı uygular. Hubble ve diğer teleskoplardan alınan görüntüleri içeren Gözlemlenebilir Evrenin temsili. ⓘ

Astrofizik, "astronomik nesnelerin uzaydaki konumları veya hareketlerinden ziyade doğalarını tespit etmek için" fizik ve kimya ilkelerini kullanan astronomi dalıdır. İncelenen nesneler arasında Güneş, diğer yıldızlar, galaksiler, güneş dışı gezegenler, yıldızlararası ortam ve kozmik mikrodalga arka plan bulunmaktadır. Bunların emisyonları elektromanyetik spektrumun tüm bölümlerinde incelenir ve incelenen özellikler arasında parlaklık, yoğunluk, sıcaklık ve kimyasal bileşim yer alır. Astrofizik çok geniş bir konu olduğundan, astrofizikçiler tipik olarak mekanik, elektromanyetizma, istatistiksel mekanik, termodinamik, kuantum mekaniği, görelilik, nükleer ve parçacık fiziği ve atomik ve moleküler fizik dahil olmak üzere birçok fizik disiplinini uygularlar. ⓘ

Uygulamada, modern astronomi araştırmaları genellikle teorik ve gözlemsel fizik alanlarında önemli miktarda çalışma içerir. Astrofizikçiler için bazı çalışma alanları arasında karanlık madde, karanlık enerji ve kara deliklerin özelliklerini belirleme girişimleri; zaman yolculuğunun mümkün olup olmadığı, solucan deliklerinin oluşup oluşamayacağı veya çoklu evrenin var olup olmadığı; ve evrenin kökeni ve nihai kaderi yer alır. Teorik astrofizikçiler tarafından incelenen konular arasında Güneş Sistemi oluşumu ve evrimi; yıldız dinamiği ve evrimi; galaksi oluşumu ve evrimi; manyetohidrodinamik; evrendeki maddenin büyük ölçekli yapısı; kozmik ışınların kökeni; sicim kozmolojisi ve astropartikül fiziği dahil olmak üzere genel görelilik ve fiziksel kozmoloji yer almaktadır. ⓘ

Astrokimya

Astrokimya, Evren'deki moleküllerin bolluğu ve reaksiyonları ile radyasyonla etkileşimlerinin incelenmesidir. Bu disiplin astronomi ve kimyanın örtüştüğü bir alandır. "Astrokimya" kelimesi hem Güneş Sistemi'ne hem de yıldızlararası ortama uygulanabilir. Meteoritler gibi Güneş Sistemi nesnelerindeki elementlerin bolluğu ve izotop oranlarının incelenmesi kozmokimya olarak da adlandırılırken, yıldızlararası atom ve moleküllerin incelenmesi ve bunların radyasyonla etkileşimi bazen moleküler astrofizik olarak adlandırılır. Moleküler gaz bulutlarının oluşumu, atomik ve kimyasal bileşimi, evrimi ve kaderi özel bir ilgi konusudur, çünkü güneş sistemleri bu bulutlardan oluşur. ⓘ

Bu alandaki çalışmalar Güneş Sistemi'nin oluşumu, Dünya'nın kökeni ve jeolojisi, abiyogenez ve iklim ve okyanusların kökeninin anlaşılmasına katkıda bulunur. ⓘ

Astrobiyoloji

Astrobiyoloji, evrendeki yaşamın kökenleri, erken evrimi, dağılımı ve geleceği ile ilgilenen disiplinler arası bir bilim alanıdır. Astrobiyoloji, dünya dışı yaşamın var olup olmadığı ve varsa insanların bunu nasıl tespit edebileceği sorusunu ele alır. Eksobiyoloji terimi de benzerdir. ⓘ

Astrobiyoloji, diğer dünyalarda yaşam olasılığını araştırmak ve Dünya'dakinden farklı olabilecek biyosferleri tanımaya yardımcı olmak için moleküler biyoloji, biyofizik, biyokimya, kimya, astronomi, fiziksel kozmoloji, ötegezegenoloji ve jeolojiden yararlanır. Yaşamın kökeni ve erken evrimi astrobiyoloji disiplininin ayrılmaz bir parçasıdır. Astrobiyoloji, mevcut bilimsel verilerin yorumlanmasıyla ilgilenir ve spekülasyonlara bağlam kazandırmak için yer verilse de, astrobiyoloji öncelikle mevcut bilimsel teorilere sıkıca uyan hipotezlerle ilgilenir. ⓘ

Bu disiplinler arası alan, gezegensel sistemlerin kökeni, uzaydaki organik bileşiklerin kökeni, kaya-su-karbon etkileşimleri, Dünya'daki abiyogenez, gezegensel yaşanabilirlik, yaşam tespiti için biyo-imzalar üzerine araştırmalar ve yaşamın Dünya'daki ve uzaydaki zorluklara uyum sağlama potansiyeli üzerine çalışmaları kapsar. ⓘ

Fiziksel kozmoloji

Kozmoloji (Yunanca κόσμος (kosmos) "dünya, evren" ve λόγος (logos) "söz, çalışma" veya kelimenin tam anlamıyla "mantık") bir bütün olarak Evrenin incelenmesi olarak düşünülebilir. ⓘ

Hubble Aşırı Derin Alan ⓘ

Fiziksel kozmoloji olarak bilinen bir dal olan Evren'in büyük ölçekli yapısına ilişkin gözlemler, kozmosun oluşumu ve evrimi hakkında derin bir anlayış sağlamıştır. Modern kozmolojinin temelinde, Evren'in zamanın tek bir noktasında başladığı ve daha sonra 13,8 milyar yıl boyunca genişleyerek bugünkü haline geldiği kabul edilen Büyük Patlama teorisi yer almaktadır. Büyük Patlama kavramı, 1965 yılında mikrodalga arka plan radyasyonunun keşfine kadar geri götürülebilir. ⓘ

Bu genişleme sırasında Evren çeşitli evrim aşamalarından geçmiştir. Çok erken anlarda, Evren'in başlangıç koşullarını homojenleştiren çok hızlı bir kozmik şişme yaşadığı teorize edilmektedir. Bundan sonra, nükleosentez erken Evren'in element bolluğunu üretmiştir. (Ayrıca bkz. nükleokozmokronoloji.) ⓘ

İlk nötr atomlar ilkel iyon denizinden oluştuğunda, uzay radyasyona karşı şeffaf hale geldi ve bugün mikrodalga arka plan radyasyonu olarak görülen enerji açığa çıktı. Genişleyen Evren daha sonra yıldızsal enerji kaynaklarının eksikliği nedeniyle Karanlık Çağ'dan geçmiştir. ⓘ

Uzayın kütle yoğunluğundaki küçük değişimlerden hiyerarşik bir madde yapısı oluşmaya başladı. Madde en yoğun bölgelerde birikerek gaz bulutlarını ve ilk yıldızları, Popülasyon III yıldızlarını oluşturdu. Bu büyük kütleli yıldızların reiyonizasyon sürecini tetiklediğine ve Evren'in erken dönemlerindeki ağır elementlerin çoğunu oluşturduğuna inanılmaktadır; bu elementler nükleer bozunma yoluyla daha hafif elementleri oluşturarak nükleosentez döngüsünün daha uzun süre devam etmesini sağlar. ⓘ

Yerçekimsel kümelenmeler filamentler halinde kümelenerek boşluklarda boşluklar bıraktı. Yavaş yavaş, gaz ve toz organizasyonları birleşerek ilk ilkel galaksileri oluşturdu. Zamanla, bunlar daha fazla madde çekerek genellikle galaksi grupları ve kümeleri, daha sonra da daha büyük ölçekli süper kümeler halinde organize oldular. ⓘ

Fiziğin çeşitli alanları evreni incelemek için çok önemlidir. Disiplinler arası çalışmalar kuantum mekaniği, parçacık fiziği, plazma fiziği, yoğun madde fiziği, istatistiksel mekanik, optik ve nükleer fizik alanlarını içerir. ⓘ

Evrenin yapısının temelinde karanlık madde ve karanlık enerjinin varlığı yatmaktadır. Bunların şu anda Evren'in kütlesinin %96'sını oluşturan baskın bileşenler olduğu düşünülmektedir. Bu nedenle, bu bileşenlerin fiziğini anlamaya çalışmak için çok çaba harcanmaktadır. ⓘ

Ekstragalaktik astronomi

Bu görüntüde, fotoğrafın ortasına yakın sarı galaksi kümesinin yerçekimsel mercek etkisiyle çoğaltılmış, aynı galaksinin birden fazla görüntüsü olan mavi, ilmek şekilli nesneler görülmektedir. Mercek, daha uzaktaki bir nesnenin görüntüsünü büyütmek ve bozmak için ışığı büken kümenin yerçekimi alanı tarafından üretilir. ⓘ

Galaksimiz dışındaki nesnelerin incelenmesi, Galaksilerin oluşumu ve evrimi, morfolojisi (tanımı) ve sınıflandırılması, aktif galaksilerin gözlemlenmesi ve daha büyük ölçekte galaksi grupları ve kümeleri ile ilgilenen bir astronomi dalıdır. Son olarak, sonuncusu kozmosun büyük ölçekli yapısının anlaşılması için önemlidir. ⓘ

Çoğu galaksi, sınıflandırma şemalarına izin veren farklı şekillerde düzenlenmiştir. Bunlar genellikle spiral, eliptik ve düzensiz galaksiler olarak ayrılırlar. ⓘ

Adından da anlaşılacağı gibi, eliptik bir galaksi bir elipsin kesit şekline sahiptir. Yıldızlar tercih edilen bir yön olmaksızın rastgele yörüngeler boyunca hareket ederler. Bu galaksiler çok az veya hiç yıldızlararası toz, az sayıda yıldız oluşum bölgesi ve daha yaşlı yıldızlar içerir. Eliptik galaksiler daha çok galaktik kümelerin çekirdeğinde bulunur ve büyük galaksilerin birleşmesiyle oluşmuş olabilir. ⓘ

Spiral bir galaksi, genellikle merkezinde belirgin bir çıkıntı veya çubuk ve dışarıya doğru spiral çizen parlak kollar bulunan düz, dönen bir disk şeklinde düzenlenmiştir. Kollar, içinde büyük genç yıldızların mavi bir renk ürettiği tozlu yıldız oluşum bölgeleridir. Sarmal galaksiler tipik olarak daha yaşlı yıldızlardan oluşan bir hale ile çevrilidir. Hem Samanyolu hem de en yakın galaksi komşularımızdan biri olan Andromeda Galaksisi sarmal galaksilerdir. ⓘ

Düzensiz galaksiler kaotik bir görünüme sahiptir ve ne spiral ne de eliptiktir. Tüm galaksilerin yaklaşık dörtte biri düzensizdir ve bu tür galaksilerin tuhaf şekilleri yerçekimsel etkileşimin sonucu olabilir. ⓘ

Aktif bir galaksi, enerjisinin önemli bir kısmını yıldızları, tozu ve gazı dışındaki bir kaynaktan yayan bir oluşumdur. Gücünü, çekirdeğinde bulunan ve düşen malzemeden radyasyon yayan süper kütleli bir kara delik olduğu düşünülen kompakt bir bölgeden alır. ⓘ

Bir radyo galaksi, spektrumun radyo kısmında çok parlak olan ve muazzam gaz bulutları veya lobları yayan aktif bir galaksidir. Daha kısa frekanslı, yüksek enerjili radyasyon yayan aktif galaksiler arasında Seyfert galaksileri, Kuasarlar ve Blazarlar bulunur. Kuasarların bilinen evrendeki en tutarlı parlak nesneler olduğuna inanılmaktadır. ⓘ

Kozmosun büyük ölçekli yapısı, galaksi grupları ve kümeleri ile temsil edilir. Bu yapı, en büyüğü süperkümeler olmak üzere bir gruplaşma hiyerarşisi şeklinde düzenlenmiştir. Kolektif madde filamentler ve duvarlar halinde oluşur ve aralarında büyük boşluklar bırakır. ⓘ

Galaktik astronomi

Samanyolu'nun spiral kollarının gözlemlenen yapısı ⓘ

Güneş Sistemi, Yerel Grup galaksilerinin önde gelen bir üyesi olan çubuklu bir spiral galaksi olan Samanyolu'nun yörüngesinde dönmektedir. Karşılıklı çekim gücüyle bir arada tutulan gaz, toz, yıldız ve diğer nesnelerden oluşan dönen bir kütledir. Dünya tozlu dış kollar içinde yer aldığından, Samanyolu'nun büyük bir kısmı görüşten gizlenmiştir. ⓘ

Samanyolu'nun merkezinde, merkezinde süper kütleli bir kara delik olduğuna inanılan çubuk şeklinde bir şişkinlik olan çekirdek yer alır. Bu, çekirdekten spiral şeklinde çıkan dört ana kolla çevrilidir. Bu, birçok genç, popülasyon I yıldızını içeren aktif bir yıldız oluşum bölgesidir. Disk, daha yaşlı, popülasyon II yıldızlarından oluşan küresel bir halenin yanı sıra küresel kümeler olarak bilinen nispeten yoğun yıldız konsantrasyonları ile çevrilidir. ⓘ

Yıldızlar arasında seyrek maddeden oluşan bir bölge olan yıldızlararası ortam yer alır. En yoğun bölgelerde, moleküler hidrojen ve diğer elementlerden oluşan moleküler bulutlar yıldız oluşum bölgelerini oluşturur. Bunlar kompakt bir yıldız öncesi çekirdek ya da karanlık bulutsular olarak başlar ve yoğunlaşıp çökerek (Jeans uzunluğu tarafından belirlenen hacimlerde) kompakt protostarlar oluştururlar. ⓘ

Daha büyük yıldızlar ortaya çıktıkça, bulutu parlayan gaz ve plazmadan oluşan bir H II bölgesine (iyonize atomik hidrojen) dönüştürürler. Bu yıldızlardan kaynaklanan yıldız rüzgarı ve süpernova patlamaları sonunda bulutun dağılmasına neden olur ve genellikle arkasında bir veya daha fazla genç açık yıldız kümesi bırakır. Bu kümeler yavaş yavaş dağılır ve yıldızlar Samanyolu'nun nüfusuna katılır. ⓘ

Samanyolu ve diğer galaksilerdeki maddenin kinematik çalışmaları, görünür madde tarafından açıklanabilecek olandan daha fazla kütle olduğunu göstermiştir. Bir karanlık madde halesinin kütleye hakim olduğu görülmektedir, ancak bu karanlık maddenin doğası henüz belirlenememiştir. ⓘ

Yıldız astronomisi

Mz 3, genellikle Karınca gezegenimsi nebulası olarak anılır. Ölmekte olan merkezi yıldızdan fırlayan gaz, sıradan patlamaların kaotik desenlerinden farklı olarak simetrik desenler gösterir. ⓘ

Yıldızların ve yıldız evriminin incelenmesi, Evreni anlamamız için temeldir. Yıldızların astrofiziği gözlem, teorik anlayış ve iç kısımlarının bilgisayar simülasyonları yoluyla belirlenmiştir. Yıldız oluşumu, dev moleküler bulutlar olarak bilinen yoğun toz ve gaz bölgelerinde meydana gelir. Dengesi bozulduğunda, bulut parçaları kütleçekiminin etkisiyle çökerek bir protostar oluşturabilir. Yeterince yoğun ve sıcak bir çekirdek bölgesi nükleer füzyonu tetikleyecek ve böylece bir ana dizi yıldızı yaratacaktır. ⓘ

Hidrojen ve helyumdan daha ağır olan neredeyse tüm elementler yıldızların çekirdeklerinde oluşmuştur. ⓘ

Ortaya çıkan yıldızın özellikleri öncelikle başlangıç kütlesine bağlıdır. Yıldız ne kadar büyükse, parlaklığı da o kadar büyük olur ve hidrojen yakıtını çekirdeğinde o kadar hızlı bir şekilde helyuma dönüştürür. Zamanla bu hidrojen yakıtı tamamen helyuma dönüşür ve yıldız evrimleşmeye başlar. Helyum füzyonu daha yüksek bir çekirdek sıcaklığı gerektirir. Yeterince yüksek çekirdek sıcaklığına sahip bir yıldız, çekirdek yoğunluğunu artırırken dış katmanlarını dışarı doğru itecektir. Genişleyen dış katmanların oluşturduğu kırmızı dev, çekirdekteki helyum yakıtı tükenmeden önce kısa bir yaşam süresine sahiptir. Çok büyük kütleli yıldızlar da giderek daha ağır elementleri kaynaştırdıkları için bir dizi evrimsel aşamadan geçebilirler. ⓘ

Yıldızın nihai kaderi kütlesine bağlıdır; Güneş'in yaklaşık sekiz katından daha büyük kütleli yıldızlar çekirdek çökmesi süpernovalarına dönüşürken, daha küçük yıldızlar dış katmanlarını havaya uçurur ve atıl çekirdeği bir beyaz cüce şeklinde geride bırakır. Dış katmanların fırlatılması bir gezegenimsi nebula oluşturur. Bir süpernovanın kalıntısı yoğun bir nötron yıldızı ya da yıldız kütlesi Güneş'in en az üç katı ise bir kara deliktir. Yakın yörüngede dönen çift yıldızlar, potansiyel olarak bir süpernovaya neden olabilecek bir beyaz cüce yoldaşına kütle transferi gibi daha karmaşık evrimsel yollar izleyebilir. Gezegensel nebulalar ve süpernovalar yıldızda füzyon yoluyla üretilen "metalleri" yıldızlararası ortama dağıtır; bunlar olmadan tüm yeni yıldızlar (ve onların gezegen sistemleri) yalnızca hidrojen ve helyumdan oluşurdu. ⓘ

Güneş astronomisi

TRACE uzay teleskobu tarafından görüntülenen Güneş'in aktif fotosferinin morötesi görüntüsü. NASA fotoğrafı ⓘ

1962'de inşa edilen Lomnický štít (Slovakya) Güneş Gözlemevi ⓘ

Yaklaşık sekiz ışık dakikası uzaklıkta, en sık incelenen yıldız, yıldız sınıfı G2 V olan ve yaklaşık 4,6 milyar yıl (Gyr) yaşında tipik bir ana dizi cüce yıldızı olan Güneş'tir. Güneş değişken bir yıldız olarak kabul edilmez, ancak güneş lekesi döngüsü olarak bilinen periyodik aktivite değişikliklerine uğrar. Bu, güneş lekesi sayısında 11 yıllık bir salınımdır. Güneş lekeleri, yoğun manyetik aktivite ile ilişkili olan ortalama sıcaklıklardan daha düşük bölgelerdir. ⓘ

Güneş, ilk kez bir ana dizi yıldızı haline geldiğinden bu yana parlaklığı sürekli olarak %40 oranında artmıştır. Güneş aynı zamanda Dünya üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilecek periyodik parlaklık değişimleri de geçirmiştir. Örneğin Maunder minimumunun Orta Çağ'daki Küçük Buzul Çağı fenomenine neden olduğuna inanılmaktadır. ⓘ

Güneş'in görünür dış yüzeyine fotosfer denir. Bu tabakanın üzerinde kromosfer olarak bilinen ince bir bölge bulunur. Bu bölge hızla artan sıcaklıklardan oluşan bir geçiş bölgesi ve son olarak da aşırı ısınmış korona ile çevrilidir. ⓘ

Güneş'in merkezinde, nükleer füzyonun gerçekleşmesi için yeterli sıcaklık ve basınca sahip bir hacim olan çekirdek bölgesi bulunur. Çekirdeğin üzerinde, plazmanın enerji akışını radyasyon yoluyla ilettiği radyasyon bölgesi yer alır. Bunun üzerinde ise gaz malzemenin enerjiyi öncelikle konveksiyon olarak bilinen gazın fiziksel yer değiştirmesi yoluyla taşıdığı konveksiyon bölgesi yer alır. Konveksiyon bölgesi içindeki kütle hareketinin güneş lekelerini oluşturan manyetik aktiviteyi yarattığına inanılmaktadır. ⓘ

Plazma parçacıklarından oluşan bir güneş rüzgarı, Güneş Sistemi'nin en dış sınırında heliopoza ulaşana kadar sürekli olarak Güneş'ten dışarı doğru akar. Güneş rüzgarı Dünya'yı geçerken, Dünya'nın manyetik alanı (manyetosfer) ile etkileşime girer ve güneş rüzgarını saptırır, ancak bazılarını hapsederek Dünya'yı saran Van Allen radyasyon kuşaklarını oluşturur. Aurora, güneş rüzgarı parçacıklarının manyetik akı çizgileri tarafından Dünya'nın kutup bölgelerine yönlendirilmesi ve çizgilerin daha sonra atmosfere inmesiyle oluşur. ⓘ

Gezegen bilimi

Üstteki siyah nokta Mars'taki bir krater duvarına tırmanan bir toz şeytanıdır. Mars atmosferinin bu hareketli, dönen sütunu (karasal bir hortumla karşılaştırılabilir) uzun, karanlık çizgiyi yaratmıştır. ⓘ

Gezegen bilimi, Güneş'in etrafında dönen gezegenlerin, uyduların, cüce gezegenlerin, kuyruklu yıldızların, asteroitlerin ve diğer cisimlerin yanı sıra güneş dışı gezegenlerin bir araya getirilmesiyle ilgili çalışmalardır. Güneş Sistemi, başlangıçta teleskoplarla ve daha sonra uzay araçlarıyla nispeten iyi bir şekilde incelenmiştir. Bu sayede Güneş'in gezegen sisteminin oluşumu ve evrimi genel olarak iyi bir şekilde anlaşılmıştır, ancak halen birçok yeni keşif yapılmaktadır. ⓘ

Güneş Sistemi iç Güneş Sistemi (iç gezegenler ve asteroit kuşağı olarak alt bölümlere ayrılır), dış Güneş Sistemi (dış gezegenler ve sentorlar olarak alt bölümlere ayrılır), kuyruklu yıldızlar, Neptün ötesi bölge (Kuiper kuşağı ve dağınık disk olarak alt bölümlere ayrılır) ve en uzak bölgeler (örneğin, heliosferin sınırları ve bir ışık yılı kadar uzanabilen Oort Bulutu) olarak ayrılır. İç karasal gezegenler Merkür, Venüs, Dünya ve Mars'tan oluşur. Dış dev gezegenler ise gaz devleri (Jüpiter ve Satürn) ve buz devleridir (Uranüs ve Neptün). ⓘ

Gezegenler 4,6 milyar yıl önce erken Güneş'i çevreleyen protoplanetary diskte oluşmuştur. Kütleçekimsel çekim, çarpışma ve yığılmayı içeren bir süreçle disk, zamanla protogezegenler haline gelen madde kümeleri oluşturdu. Güneş rüzgârının radyasyon basıncı daha sonra açığa çıkmamış maddenin çoğunu dışarı atmış ve sadece yeterli kütleye sahip gezegenler gaz halindeki atmosferlerini korumuştur. Gezegenler, Ay'daki birçok çarpma kraterinin de gösterdiği gibi, yoğun bir bombardıman dönemi boyunca kalan maddeyi süpürmeye ya da dışarı atmaya devam etmiştir. Bu dönemde, bazı protogezegenler çarpışmış ve böyle bir çarpışma Ay'ı oluşturmuş olabilir. ⓘ

Bir gezegen yeterli kütleye ulaştığında, gezegen farklılaşması sırasında farklı yoğunluktaki malzemeler içinde ayrışır. Bu süreç, bir manto ve bir dış kabukla çevrili taşlı veya metalik bir çekirdek oluşturabilir. Çekirdek katı ve sıvı bölgeler içerebilir ve bazı gezegen çekirdekleri kendi manyetik alanlarını oluşturarak atmosferlerini güneş rüzgârının sıyırmasından koruyabilir. ⓘ

Bir gezegenin veya ayın iç ısısı, cismi yaratan çarpışmalardan, radyoaktif maddelerin (örneğin uranyum, toryum ve ²⁶Al) bozunmasından veya diğer cisimlerle etkileşimlerin neden olduğu gelgit ısınmasından üretilir. Bazı gezegenler ve uydular volkanizma ve tektonik gibi jeolojik süreçleri yönlendirecek kadar ısı biriktirir. Atmosferi biriktiren ya da muhafaza edenler de rüzgâr ya da su nedeniyle yüzey erozyonuna uğrayabilir. Gelgitle ısınmayan daha küçük cisimler daha çabuk soğur ve çarpma kraterleri dışında jeolojik faaliyetleri durur. ⓘ

Disiplinlerarası çalışmalar

Astronomi ve astrofizik, diğer büyük bilimsel alanlarla önemli disiplinler arası bağlantılar geliştirmiştir. Arkeoastronomi, arkeolojik ve antropolojik kanıtlardan yararlanarak eski veya geleneksel astronomilerin kültürel bağlamları içinde incelenmesidir. Astrobiyoloji, dünya dışı yaşam olasılığına özellikle vurgu yaparak, Evren'deki biyolojik sistemlerin ortaya çıkışı ve evriminin incelenmesidir. Astrostatistik, çok miktarda gözlemsel astrofiziksel verinin analizi için istatistiğin astrofiziğe uygulanmasıdır. ⓘ

Oluşumları, etkileşimleri ve yıkımları da dahil olmak üzere uzayda bulunan kimyasalların incelenmesine astrokimya denir. Bu maddeler genellikle moleküler bulutlarda bulunur, ancak düşük sıcaklıktaki yıldızlarda, kahverengi cücelerde ve gezegenlerde de görülebilirler. Kozmokimya, elementlerin kökenleri ve izotop oranlarındaki değişimler de dahil olmak üzere Güneş Sistemi içinde bulunan kimyasalların incelenmesidir. Bu alanların her ikisi de astronomi ve kimya disiplinlerinin örtüşmesini temsil eder. Son olarak, "adli astronomi" olarak, astronomi yöntemleri hukuk ve tarih problemlerini çözmek için kullanılmıştır. ⓘ

Amatör astronomi

Amatör astronomlar kendi ekipmanlarını kurabilir ve Stellafane gibi yıldız partileri ve toplantıları düzenleyebilirler. ⓘ

Astronomi, amatörlerin en fazla katkıda bulunabileceği bilimlerden biridir. ⓘ

Amatör astronomlar toplu olarak, bazen tüketici düzeyinde ekipmanlarla veya kendi yaptıkları ekipmanlarla çeşitli gök cisimlerini ve fenomenleri gözlemlerler. Amatör astronomların ortak hedefleri arasında Güneş, Ay, gezegenler, yıldızlar, kuyruklu yıldızlar, meteor yağmurları ve yıldız kümeleri, galaksiler ve nebulalar gibi çeşitli derin gökyüzü nesneleri yer alır. Astronomi kulüpleri dünyanın her yerinde bulunmaktadır ve birçoğunun üyelerinin Messier (110 nesne) veya Herschel 400 kataloglarındaki tüm nesneleri gözlemlemek de dahil olmak üzere gözlem programlarını oluşturmalarına ve tamamlamalarına yardımcı olacak programları vardır. Amatör astronominin bir dalı olan astrofotografi, gece gökyüzünün fotoğraflarının çekilmesini içerir. Birçok amatör, ilgilerini çeken belirli nesnelerin, nesne türlerinin veya olay türlerinin gözlemlenmesinde uzmanlaşmak ister. ⓘ

Çoğu amatör görünür dalga boylarında çalışır, ancak birçoğu görünür spektrumun dışındaki dalga boylarını da dener. Bu, geleneksel teleskoplarda kızılötesi filtrelerin kullanımını ve ayrıca radyo teleskoplarının kullanımını içerir. Amatör radyo astronomisinin öncüsü, 1930'larda gökyüzünü radyo dalga boylarında gözlemlemeye başlayan Karl Jansky'dir. Bazı amatör astronomlar ya ev yapımı teleskoplar kullanmakta ya da başlangıçta astronomi araştırmaları için inşa edilmiş ancak artık amatörlerin kullanımına sunulmuş olan radyo teleskopları kullanmaktadır (örneğin One-Mile Teleskopu). ⓘ

Amatör astronomlar astronomi alanına bilimsel katkılarda bulunmaya devam etmektedir ve astronomi, amatörlerin hala önemli katkılarda bulunabildiği birkaç bilimsel disiplinden biridir. Amatörler, küçük gezegenlerin yörüngelerini hassaslaştırmak için kullanılan okültasyon ölçümleri yapabilirler. Ayrıca kuyruklu yıldızları keşfedebilir ve değişken yıldızların düzenli gözlemlerini yapabilirler. Dijital teknolojideki gelişmeler amatörlerin astrofotoğrafçılık alanında etkileyici ilerlemeler kaydetmesini sağlamıştır. ⓘ

• Evrendeki uzaklıklık ve büyüklük şeması
• Astronomlar listesi
• Uzayın keşfi
• Wikipedia'daki astronomi fotoğrafları
• Astronomi makaleleri listesi
• Astronomik semboller
• Uluslararası Astronomi Birliği
• Kozmoloji
• Amatör astronomi
• Astronomide kronolojiler
• Güneş Sistemi astronomisi
• Doğal uydular
• Teleskoplar,gözlemevleri ve gözlem teknolojisi
• Astronomideki teknikler ve aygıtlar
• Astrofotoğrafi
• Radyoastronomi
• Radyoteleskop
• Egzobiyoloji ya da astrobiyoloji
• Yıldız Haritası
• Kuantum Mekaniği
• Genel görelelik
• Kütleçekimi ⓘ

Astronomide çözülmemiş sorunlar

Astronomi bilim dalı, Evren'in ve içindekilerin doğasını anlamada muazzam adımlar atmış olsa da, cevaplanmamış bazı önemli sorular vardır. Bu soruların yanıtları, yeni yer ve uzay tabanlı araçların yapımını ve muhtemelen teorik ve deneysel fizikte yeni gelişmeleri gerektirebilir.

• Yıldız kütle spektrumunun kökeni nedir? Yani, astronomlar neden başlangıç koşullarından bağımsız olarak yıldız kütlelerinin aynı dağılımını - başlangıç kütle fonksiyonu - gözlemlemektedir? Yıldızların ve gezegenlerin oluşumuna dair daha derin bir anlayışa ihtiyaç vardır.
• Evrende başka yaşam var mı? Özellikle de başka akıllı yaşam var mı? Eğer öyleyse, Fermi paradoksunun açıklaması nedir? Başka yerlerde yaşamın varlığının önemli bilimsel ve felsefi sonuçları vardır. Güneş Sistemi normal mi yoksa atipik mi?
• Karanlık madde ve karanlık enerjinin doğası nedir? Bunlar kozmosun evrimine ve kaderine hükmetmektedir, ancak gerçek doğaları bilinmemektedir.
• Evrenin nihai kaderi ne olacak?
• İlk galaksiler nasıl oluştu? Süper kütleli kara delikler nasıl oluştu?
• Ultra yüksek enerjili kozmik ışınları yaratan nedir?
• Evrendeki lityum bolluğu neden standart Büyük Patlama modelinin öngördüğünden dört kat daha düşüktür?
• Olay ufkunun ötesinde gerçekte ne olur? ⓘ

Orta Çağ'da astronomi

Kartal Nebulasından bir görüntü, Yaradılışın Sütunları ⓘ

Apollo Teleskobu ⓘ

Ortaçağ’da astronomi bilgilerinin İslam bilginlerince geliştirildiği ve bu bilgilerin sonradan Batı'ya aktarıldığı görülür. Astronomiyi geliştiren bu İslam bilginlerinden başlıcaları şöyle sıralanır:

• Ferganî (805–880), Gök cisimlerinin hareketleri üzerine yazılar yazdı, ekliptiğin eğikliğini hesaplamasını sağladığı gözlemlerde bulundu.
• Kindî (801–873), astronomi konusundaki açık düşüncelerini, içerisinde soruların ve cevapların, "Hava değişimi", "Güneş tutulması", "Yıldızların ışınları" tezlerinin bulunduğu 40 bölümden oluşan "Yıldızlardaki Kanun" adlı kitabında toplamıştır.
• Dinaveri (820-896) İranlı Kürt astronom. Astronomi ve güneş tutulmaları ile ilgili pek çok eser yazdı, Dineveri ayrıca yıldızlarla ilgilenen gözlemevi sahibi biri olarak biliniyor.
• Battani (855–923), Güneş Yılını 365 gün, 5 saat, 46 dakika ve 24 saniye olarak ölçmüş bilim insanı.
• Hasib el-Mısri (850–930), Mısırlı matematikçi
• Hârizmî (780-850) astronomi ve usturlab ile ilgili üç eser yazdı.
• Farabi (872–950) büyük filozof ve bilgin.
• Khojandi 10. yüzyılın sonunda Tahran yakınında bir gözlemevi inşa etti.
• Ömer Hayyam (1048–1131), cetveller hazırladı, takvimi geliştirdi.
• İbn-i Heysem (965–1039), matematikçi ve fizikçi.
• Birûni, (973–1048), Yetmiş adet astronomi ve yirmi adet de matematik kitabı bulunmaktadır.
• Nasîrüddin Tûsî (1201–1274), filozof, matematikçi, astronom ve ilahiyatçı; trigonometrinin kurucularından biri olarak kabul edilir.
• Gıyaseddin Cemşid (1380–1429), (Özbekistan)
• Uluğ Bey (1393 - 1449) Timur İmparatorluğu'nun 4. hükümdarı. Matematikçi ve astronom.
• Ali Kuşçu (1403 - 1474) Türk astronom, matematikçi ve dilbilimci ⓘ

Gök bilimin gelişmesinde devlet adamlarının yapmış olduğu kişisel girişimler de önemli bir yer tutmaktadır. Selçuklu Hanedanı döneminde yaşamış olan Kırşehir emiri Caca Bey burada kendi adıyla kurmuş olduğu medresede gök bilimin gelişmesine imkân sağlayacak ortamı oluşturmuştur. ⓘ

Astronominin dalları, alanları, konuları

Astronominin Alt Alanları

Arkeoastronomi: İnsanların geçmişte gökyüzü ile ilgili olayları nasıl inceleyip yorumladıklarını araştıran alt alandır. Arkeoastronomi; arkeoloji, antropoloji, etnografya bilimleri ile ortak çalışır. ⓘ

Astromatematik: Gök cisimlerinin yörüngeleri ile ilgili hesaplamaları yapar. Ayrıca gözlemlerden elde edilen sayısal verilerin yorumlanması da bu alt alanın konusudur. Gök mekaniği olarak da adlandı­rılır. ⓘ

Astrofizik: Gök fiziği olarak da adlandırılan bu alt alan, gök cisimlerinden yayılan elektromanyetik dalgalardan elde edilen verileri yorumlar. Ayrıca gök cisimleri ve yıldızlar arası ortamdaki Madde-ışınım etkileşimi de bu alt alanın konusudur. ⓘ

Astrokimya: Gök cisimlerinin ve yıldızlar arası ortamın kimyasal yapısını inceleyen alt alandır. ⓘ

Astrobiyoloji: Evrendeki olası yaşam formlarının oluşum ve gelişimlerini inceleyen alt alandır. ⓘ

Astrojeoloji: Gezegenlerin, doğal uyduların, gök taşı vb. gök cisimlerinin yapılarını ve oluşumlarını inceleyen alt alandır. ⓘ

Konuya göre astronomi

ⓘ

Gözlemsel Astronomi	Güneş Sistemi	Yıldızlar
Takımyıldızlar Akanyıldızlar Astrometri Gök mekaniği Nükleosentez	Güneş Gezegenler Uydu Cüce Gezegenler Asteroitler Meteor Meteoritler Kuyrukluyıldızlar Gezegenlerarası ortam	Yıldızların Doğuşu Temel Ayrım Devlik Aşaması Çift Yıldız Değişken Yıldızlar Yıldızların Evriminin son aşamaları : Beyaz Cüce Nötron Yıldızları Pulsarlar Tuhaf Yıldızlar Kara Delikler
Galaktik Gök Bilimi Galaksi-Dışı Gök Bilimi Diğer İlgili Alanlar Samanyolu Galaksisi Galaktik Düzlem Güneş Sistemi dışı gezegenler Yıldızlararası Ortam Galaksiler, Galaksi Grupları ve Galaksi Kümeleri Kuasarlar Ikiz Kuasar (Q0957+561) Kara Delikler Kozmoloji Evren Kütleçekimsel dalga Galaksilerarası Ortam Astrobiyoloji Astrokimya Astrososyobiyoloji Astrososyoloji Arkeoastronomi Egzobiyoloji

Gözleme göre astronomi

• Tayfta soldan sağa doğru sırasıyla,
• γ ışınları, x ışınları, morötesi ışınlar, insanın gözüyle gördüğü ışık, mikro dalgalar, radyo dalgaları bulunur. ⓘ