Астрономија је једна од најстаријих наука.[1] Астрономи раних цивилизација изводили су планска запажања о ноћном небу, а астрономски артефакти су пронађени и из много ранијег периода. Међутим, било је потребно открићетелескопа пре него што је астрономија могла да се развије у савремену науку. Историјски гледано, астрономија је укључивала разноврсне дисциплине као што суастрометрија,небеска навигација, посматрачка астрономија,израда календара, па чак иастрологија, али професионална астрономија се данас често поистовећује саастрофизиком. Од 20. века, професионална астрономија је подељена на посматрачке и теоријске гране. Посматрачка астрономија усмерена је на стицање и анализирање података, углавном коришћењем основних принципа физике. Теоријска астрономија је усмерена према развоју рачунарских или аналитичких модела за описивање астрономских објеката и појава. Два поља допуњују једно друго, тако да теоријска астрономија настоји објаснити резултате посматрања, а посматрања се користе се за потврду теоријских резултата.
Астрономија се мора разликовати одастрологије која јепсеудонаука о предвиђању људске судбине посматрањем путања звезда и планета. Иако два поља деле заједничко порекло и део методологије (наиме, коришћење ефемерида), она су различита.[2]
Ованаука се разликује од свих других због тога што изучава све оно ванпланетеЗемље. Иако на први поглед изгледа као неважна, астрономија и њене гране су веома битне за разумевање свега ууниверзуму.
Астрономи аматери су допринели многим важним астрономским открићима, и астрономија је једна од преосталих наука у којој аматери још увек могу играти активну улогу, посебно у откривању и посматрању пролазних појава.
Речастрономија буквално значизакон звезда или, зависно о преводу,култура звезда, и изведена је изгрчког αστρονομία,астрономиа, која је настала од речи άστρον (астрон — звезда) и νόμος (номос — закон или култура).
Уопштено, у данашње време, било појамастрономија билоастрофизика може се користити за ову тему.[3][4][5] Према речничкој дефиницији,астрономија се односи на „проучавање материје и тела ван Земљине атмосфере и њихових физичких и хемијских својстава“[6], аастрофизика се односи на грану астрономије која се бави „понашањем, физичким својствима и динамичким процесима небеских објеката и појава“.[7] Понекад, као у уводу уџбеникаФизички свемир (енгл.The Physical Universe)Френка Шуа,астрономија се користи за описивање квалитативног проучавања теме, док сеастрофизика користи за описивање дела науке оријентисаног на физику.[8] Но, пошто се већина модерних астрономских истраживања бави темама везаним за физику, модерна астрономија може се у ствари назвати и астрофизиком,[3] иако је појам астрономија у значењу шири од појма астрофизика, и подразумева више области, као што су на примерастрометрија,небеска механика,космологија, па и неке мултидисциплинарне области као што суастробиологија,археоастрономија, и слично. Многи професионални астрономи у ствари су школовани као физичари.[5] Један од водећих научних часописа у пољу зове сеАстрономија и астрофизика (енгл.Astronomy and Astrophysics).
Небеска мапа из 17. века, коју је израдио холандски картограф Фредерик де Вит.
У раним временима, астрономија је једино обухватала посматрање и предвиђања кретања објеката видљивих голим оком. На неким местима, као што јеСтоунхенџ, ране културе скупиле су масивне предмете који су вероватно имали одређене астрономске сврхе. Поред њихових церемонијалних употреба, ове опсерваторије могле су бити коришћене да се изради и пратикалендар и утврде годишња доба, што је важан фактор за знање када засадити усеве, као и у разумевању дужине године.[9] Астрономија је такође имала велик утицај на развој човечанства, јер су прикупљено знање и искуство унапредили економију, трговину, поморство.
Пре него што су измишљени инструменти као што јетелескоп рано проучавање звезда и неба је вршено голим оком, са доступних повољних положаја, високих грађевина и земљишта.
Како су се цивилизације развијале, посебноМесопотамија,Египат,Персија,Грчка,Маје,Индија,Кина,Нубија[10] иисламски свет, прављене су астрономске опсерваторије и почеле су се истраживати идеје о природи свемира. Већина ране астрономије у ствари се састојала од картирања положаја звезда и планета, наука која се данас називаастрометрија. Из ових запажања, формиране су ране идеје о кретању планета, а природа Сунца, Месеца и Земље у свемиру су филозофски истраживане. У Месопотамији су поделили годину на 12 месеци и дали имена сазвежђаЗодијака. У Египту су одредили трајање године, а преступна година потиче од тог времена.Халдејци су открили да сепомрачења Месеца понављају у циклусу познатом каосарос.[11] У то доба су у Кини умели да предвиде помрачење Месеца и Сунца, а време су мерили сунчаним сатовима. Нагнутостеклиптике у односу нанебески екватор је процењена још1000. п. н. е. у Кини. У културама Америка, пре Колумба, имали су прецизне податке о кретањима небеских тела и о трајању године. У Старој Грчкој су увели поред посматрања и мисаоне експерименте и логичко закључивање.Аристарх (310—210. п. н. е.) је ставио Сунце у центар око кога обилази Земља и друге планете (хелиоцентрични систем).Хипарх (180—125. п. н. е.) је направио каталог звезда и разврстао их на основу сјаја у шест група; открио је прецесију земљине осе, а проценио димензије и удаљеност Месеца.[12]Птолемеј јегеоцентрични систем описао у делу „Велика синтеза“. Овај систем подразумева редослед у коме се Земља налази у центру, а затим Месец, Меркур, Венера, Сунце, Марс, Јупитер, Сатурн и на крају звезде. Птолемеј је редослед одредио на основу брзина објеката на небу. Месец обиђе небо за један месец, Сунце за годину дана, а Сатурн за 29,5 година. Да би помирио погрешне идеје са посматрањима Птолемеј сматра да се свака планета окреће у малим круговима (епицикли) док орбитира око Земље. Птолемејов Геоцентрични систем је била водећа теорија током наредних 1400 година.
Токомсредњег века, посматрачка астрономија је углавном стагнирала у средњовековној Европи, барем до13. века. Међутим, посматрачка астрономија процветала је у исламском свету и другим деловима света. Арапска култура, у познатом свету, постаје центар астрономије од9. века. Од тада, Арапи, граде бројне опсерваторије – велике астрономске инструменте, зидне квадранте коришћени за мерење надморске висине астрономских објеката на преласку преко равни север-југ (меридијана). Неки од истакнутих арапских астронома су направили значајне доприносе науци, рецимоАл-Батани иТебит. Астрономи су у том периоду увели многаарапска имена која се сада користе за имена сјајнијих звезда на небу.[13][14] Такође се верује да су комплекси уВеликом Зимбабвеу иТимбукту[15] могле имати астрономску опсерваторију.[16] Европљани су сматрали да није било астрономских осматрања у преколонијалној средњовековнојподсахарској Африци, али модерна открића показују другачије.[17][18][19]
Галилејеве скице и посматрања Месеца откриле су он има брдовиту површину.Универзални астрономски инструментAskania, 20. век
Никола Коперник (1473—1543) је описаохелиоцентрични систем у делу „О кружењу небеских тела“ 1543. године. Овај систем показује да Земљина оса није фиксирана и да је Месец Земљин сателит.Галилео Галилеј (1564—1642) у посматрање уводидурбин открива планине на Месецу, уочава да Венера има мене и схвата да њихово постојање може да се објасни само ако кружи око Сунца а не око Земље. Уочава тамне мрље на Сунцу и открива четири Јупитерова сателит, а у Млечном путу види појединачне звезде. Године1616. теолошки саветнициинквизиције осудили су га због тога што је заступао нову астрономију (залагао се за Коперников хелиоцентрични систем), и тада му је забрањено да заступа, предаје и брани осуђено учење. Почетком17. века уХоландији се појављују први телескопирефрактори. Године1608. Ханс Липершеи (Hans Lippershey) пријавио је патент за откриће телескопа, али је одбијен јер су сличне инструменте пријавили и други оптичари Захарије Јансен (Zacharias Janssen) и Јакоб Метијус (Jacob Metius). У исто време, Галилео Галилеј је1609. године унапредио оптичку конструкцију и први употребио телескоп за астрономска посматрања. Галилео Галилеј је користио телескопе који су имали увећање 15 и 20 пута и димензије сочива 2-3 центиметра. Године1663. годинеЏејмс Грегори је конструисао рефлектујући телескоп са великим удубљеним примарним огледалом и мањим удубљеним секундарним огледалом које је одбијало назад кроз отвор у примарном огледалу до сочива које се налазило на доњем крају цеви.Исак Њутн (1643-1727) је1672. године поправио конструкцију и додао равно секундарно огледало које је одбијало прикупљену светлост на окулар постављен са стране главне цеви
Кеплер је први математички дошао дозаконитости који су исправно описали кретања планета са Сунцем у жижи елиптичних путања којим се крећу планете. Међутим, Кеплер није успео да састави теорију која стоји иза закона које је записао. Тек суЊутново открићенебеске динамике и његовзакон гравитације коначно објаснили кретање планета.
Даља открића пратила су побољшања у величини и квалитету телескопа. Опсежније звездане каталоге израдио јеЛакај. АстрономВилијам Хершел направио је детаљан каталог маглина и јата, а у1781. открио планетуУран, прву пронађену помоћу телескопа. Удаљеност до једне звезде је први пут објављена у1838. када јеФридрих Бесел измериопаралаксу звезде61 Лабуда.
Значајан напредак у астрономији дошао је увођењем нових технологија, укључујућиспектроскопију ифотографију.Фраунхофер је открио око 600 линија у спектру Сунца у1814—1915. које је,1859,Кирхоф приписао присутности различитих елемената на Сунцу. За остале звезде у свемиру се показало да су сличне нашем Сунцу, али са широким распономтемпература,маса, и величина.[13]
Природа наше галаксије,Млечног пута, као засебне групе звезда која има милијарде чланова била је и раније позната, али је показано тек у20. веку, да у свемиру постоје и друге галаксије, сличне Млечном путу. Убрзо затим, откривено је и ширењесвемира, уочено као удаљавање већине галаксија од нас. Савремена астрономија је такође открила многе егзотичне објекте као што суквазари,пулсари,блазари, ирадио-галаксије, те је искористила ова запажања за развој физичких теорија које описују неке од тих објеката упоредо са једнако егзотичним објектима као што суцрне рупе инеутронске звезде.Физичка космологија направила је огроман напредак током 20. века, са моделомВеликог праска којег су снажно подржали докази које су обезбедиле астрономија и физика, као што сумикроталасно позадинско зрачење,Хаблов закон, иколичина и однос елемената у свемиру.
У астрономији,информација се прима углавном детекцијом и анализом видљиве светлости или других врстаелектромагнетског зрачења.[20] Посматрачка астрономија може бити подељена према посматраном делуелектромагнетског спектра. Неки делови спектра могу се видети са површинеЗемље, док су остали делови видљиви само са великих висина или из свемира. Посебне детаљи о овој подели следе у наставку.
Радиоастрономија проучава зрачења саталасним дужинама већим од приближно једног милиметра.[21] Радиоастрономија се разликује од већине других облика посматрачке астрономије у томе што се посматранирадио таласи могу третирати каоталаси пре него као дискретнифотони, тј. као честице. Због тога је сразмерно лакше мерити амплитуду и фазу радио-таласа, што није тако лако обавити на краћим таласним дужинама.[21]
Инфрацрвена астрономија бави се откривањем и анализоминфрацрвеног зрачења (са таласним дужинама већим од црвеног светла и мањим од радио-зрачења). Осим таласних дужина блиских видљивој светлости, атмосфера умногоме упија инфрацрвено зрачење, а и сама значајно зрачи у инфрацрвеном делу спектра. Сходно томе, инфрацрвене опсерваторије морају бити смештене на високим, сувим местима или у свемиру. Инфрацрвени спектар користан је за проучавање објеката који су превише хладни да би зрачили видљиво светло, попут планета извезданих дискова. Дуже инфрацрвене таласне дужине такође могу да продру крозоблаке прашине који заустављају видљиву светлост, што омогућава посматрање младих звезда у молекуларним облацима као и галактичких језгара.[22] Неки молекули снажно зраче у инфрацрвеном, што се може користити за проучавање хемије у свемиру, као и откривање воде у кометама[23]
Историјски гледано, оптичка астрономија, такође звана астрономија видљиве светлости, је најстарији облик астрономије, јер је први инструмент којим је посматрано небо —људско око.[24] Посматрања телескопом да би се сачувала су првобитно цртана руком и прављене су скице. У касном деветнаестом веку, посматрања су почела да се бележе помоћуфотографије. Савремене слике се израђују помоћу дигиталних детектора, посебно детектора који користеправоугаону матрицу сензора (енгл.charge-coupled device). Иако се сама видљива светлост простире од око 4000Å до 7000Å (400nm до 700nm),[24] иста опрема која се користи на овим таласним дужинама се користи и за посматрањеблиско-ултраљубичастих иблиско-инфрацрвених делова спектра.
Ултраљубичаста астрономија се углавном односи на посматрање уултраљубичастим таласним дужинама отприлике између 100 и 3200Å (10 до 320nm).[21] Светло на овим таласним дужинама упија Земљина атмосфера, тако да се осматрања на њима морају вршити из високих слојева атмосфере или из свемира. Ултраљубичаста астрономија је најбоља за проучавање топлотног зрачења и спектралних емисионих линија топлих плавихзвезда (типа OB) које су веома сјајне у овом делу спектра. То укључује и плаве звезде у другим галаксијама. Остали објекти који се често посматрају у ултраљубичастом светлу укључујупланетарне маглине,остатке супернових, и активна галактичка језгра.[21] Међутим, ултраљубичасто светло лако упијамеђузвездана прашина, и мерења ултраљубичастог зрачења објеката морају бити исправљана због овог ефектаекстинкције.[21]
Астрономија икс-зрака или рендгенска астрономија је проучавање астрономских објеката на таласним дужинама икс-зрака. Типично, објекти одашиљу икс-зраке каосинхротронско зрачење (произведено од електрона који се крећу око линија магнетског поља), топлотно зрачење ретких гасова (закочно зрачење) на температурама изнад 107 (10 милиона) Келвина, и топлотно зрачење густих гасова (зрачење црног тела) на температурама изнад 107Келвина.[21] Будући да икс-зраке упија Земљина атмосфера, сва посматрања икс-зрака морају се обављати високолетећим балонима,ракетама или свемирским опсерваторијама. Значајни извори икс-зрака сурендгенске бинарне звезде,пулсари, остаци супернова,елиптичне галаксије,галактичка јата, и активна галактичка језгра[21].
Астрономијагама-зрака је проучавање астрономских објеката у најкраћим таласним дужинама електромагнетског спектра. Гама-зраци могу бити посматрани директно путем сателита као што суКомптонова опсерваторија гама зрака или специјализованих телескопа званих атмосферски Черјенковљеви телескопи.[21] Черјенковљеви телескопи у ствари не детектују гама зраке директно већ препознају блескове видљиве светлости произведене када гама зраке упија Земљина атмосфера.[25]
Већина извора гама-зрачења су у ствариексплозије гама-зрака, објекти који производе гама зрачење за неколико милисекунди до неколико хиљада секунди пре него што нестану. Само 10% извора гама-зрака су стални извори. Они укључују пулсаре,неутронске звезде, и кандидате зацрне рупе, као што су активна галактичка језгра.[21]
Подручја посматрачке астрономије ван електромагнетског спектра
Космички зраци састоје се из честица велике енергије који се могу видети када уђу у Земљину атмосферу и интерагују са честицама у њој. Очекује се да ће неки будући детектори неутрина бити осетљиви и на неутрине настале када космички зраци улете у Земљину атмосферу.[21]
Детекцијагравитационих таласа је ново поље астрономије, у којем се покушавају наћи гравитациони таласи. Детектори као што је LIGO (енгл.Laser Interferometer Gravitational Observatory) већ постоје, али како се гравитациони таласи екстремно тешко могу посматрати,[26] ове опсерваторије још нису имале резултата. Детекција и посматрање гравитационих таласа ће помоћи даљи развој теорије, као и проучавање изузетно компактних објеката у свемиру.
Планетарна астрономија има велике користи од директног посматрања помоћу свемирских летелица и мисија доношења узорака материјала са планета и осталих небеских тела у Сунчевом систему. Ово подразумева мисије са даљинским сензорима, роботизованим возилима која могу да обаве експерименте на површини планете, ударних објеката који омогућавају даљинско посматрање материјала унутар небеских тела, као и мисије за враћање узорака које омогућавају непосредно, лабораторијско испитивање.
Једна од најстаријих области у астрономији, и у целокупној науци, је мерење положаја небеских тела. Историјски гледано, познавање тачних положаја Сунца, Месеца, планета и звезда је одувек било важно унебеској навигацији.
Пажљива мерења положаја планета је довело до сазнања и разумевања гравитационе силе у свемиру, и могућности да се утврде прошли и будући положаји планета са великом прецизношћу, поље познато каонебеска механика. Скора праћењанебеских тела који пролазе близу Земље ће нам омогућити да предвидимо сусрете и потенцијалне сударе Земље са тим објектима.
За време1990-их година, астрометријска техника мерења звезданих колебања је коришћена за откривањевансоларних планета које орбитирају око оближњих звезда.
Теоријска астрономија користи широк спектар алата који укључујеаналитичке моделе и рачунарскенумеричке симулације. Сваки од ових модела има своје предности и мане. Аналитички модели просеца генерално су најбољи за увид у суштину онога шта се дешава. Нумерички модели могу открити постојање феномена и ефеката који на други начин не могу да се виде.[27][28]
Теоретичари у астрономији настоје да створе теоријске моделе и схвате шта би били њихови посматрани резултати. Ово помаже посматрачима да траже податке који могу да потврде или побију модел или да помогну у одабиру између неколико алтернативних или сукобљених модела. Теоретичари такође покушавају да створе или измене моделе узимајући у обзир нове податке. У случају недоследности, основна тенденција је да се покуша са прављењем минималних модификација модела како би одговарао добијеним подацима. У неким случајевима, велика количина недоследних података временом може довести до потпуног одбацивања модела.
Тамна материја итамна енергија су тренутно међу водећим темама у астрономији, и тренутно су то само теоријски модели настали током проучавања галаксија при покушају да се објасне одређени посматрачки подаци.
На удаљености од око осам светлосних минута (149.476.000 km), налази се најчешће проучавана звезда,Сунце, типичназвездаглавног низазвездане класеG2V и стара око 4,6 милијарди година. Сунце нијепроменљива звезда, али подлеже периодичним променама у активности познатим каоСунчев циклус. То је 11-годишња флуктуација у бројуСунчевих пега. Сунчеве пеге су области потпросечне температуре које су повезане са интензивном магнетном активношћу.[29]
Сунце је временом повећавало своју луминозност, повећавши је за око 40% од времена кад је постало звезда главног низа. Сунце такође има периодичне промене у луминозности које могу имати значајан утицај на Земљу.[30] ЗаМаундеров минимум, на пример, верује се да је проузроковаомини ледено доба усредњем веку.[31]
Видљива спољна површина Сунца се зовефотосфера. Изнад овог слоја налази се танка област позната каохромосфера. Ово је окружено прелазном облашћу нагло повећаних температура, а затим и супер-загрејаномкороном.
У средишту Сунца је језгро, простор довољно високе температуре и притиска за одигравањенуклеарне фузије. Изнад језгра јерадијациона зона, где плазма проводи енергију путем зрачења. Спољни слојеви формирајуконвективну зону где гас преноси енергију првенствено прекоконвекције. Верује се да граница између радијационе и конвективне зоне ствара магнетну активност Сунца, која између осталог изазива и Сунчеве пеге.[29]
Истраживање планета даје податке о саставу и орбитамапланета,сателита,патуљастих планета,комета,астероида и других тела која орбитирају око Сунца, као ивансоларне планете. Сунчев систем је релативно добро проучен, углавном телескопским посматрањима и касније свемирским летелицама. Ово је омогућило добро разумевање настајања и развоја овог планетарног система, иако су многа нова открића и даље у току.[32]
Црна тачка на врху јепијавица која се пење уза зид кратера наМарсу. Покретни, ротирајући стубМарсове атмосфере (упоредљив са земаљскимторнадом) направио је дугачку тамну сенку (НАСА).
Планете су створене изпротопланетарног диска који је окруживао прото-Сунце. Кроз процес који је укључивао гравитационо привлачење, сударе и акрецију, диск је стварао згрушњења материје које су, временом, посталепротопланете. Притисак зрачењаСунчевог ветра је избацио већи део преостале материје, а само планете са довољном масом су задржале своје атмосфере. Планете су наставиле да избацују преосталу материју за време трајања периода интензивног бомбардовања (као доказ тог периода остали суударни кратери на Месецу). За време овог периода, неке од протопланета су се судариле, што јеводећа хипотеза настанка Месеца.[34]
Једном када планета достигне довољно велику масу, материјали различитих густина одвајају се токомпланетарне диференцијације. Овај процес може створити камено или метално језгро, окружено омотачем и спољном површином. Језгро може имати чврсте и течне области, и нека планетарна језгра производе сопственомагнетно поље које штити њихову атмосферу да је не одува Сунчев ветар.[35]
Унутрашња топлота планете или сателита настаје од судара који су створили тело, од радиоактивних материјала (нпр.уран,торијум или26алуминијум), илиплимског загревања. Неке планете и сателити накупе довољно топлоте да се покрену геолошки процеси као што сувулкани и тектонски покрети. Оне планете које накупе или успеју да повратеатмосферу могу такође подлећи површинској ерозији од стране ветра или воде. Мања тела, без плимског загревања, хладе се брже и њихове геолошке активности престају са изузетком ударних кратера.[36]
Проучавањезвезда ињиховог развоја је у основи разумевања свемира. Знања о звездама су добијена помоћу посматрања, теоријског истраживања и из рачунарских симулација.
Стварање звезда се одиграва у густим областима прашине и гаса, познатим каомолекуларни облаци. Када су дестабилизовани, делови тог облака могу да колабирају под утицајем гравитације, да би формиралипротозвезде. Довољно густо и вруће језгро ће покренути процесфузије, и тако створитизвезду главног низа.[37]
Карактеристике звезде која настаје зависе највише од њене масе. Што је звезда масивнија, већа је њена луминозност, и брже се троши водоник у језгру. Временом, водоник се у потпуности претвори у хелијум, и звезда почиње да семења. Фузија хелијума захтева веће температуре језгра, тако да звезда нараста и у величини и у густини језгра. Тако настајецрвени џин. Црвени џин живи кратак временски период, пре него што се хелијум у језгру у потпуности потроши. Веома масивне звезде такође могу да прође кроз одређене фазе развоја које подразумевају фузију тежих елемената.
Коначна судбина звезде зависи од њене масе. Звезда масе веће од око осамСунчевих маса постајесупернова, док се мање звезде формирајупланетарну маглину и претворе убеле патуљке. Остатак супернове је густанеутронска звезда, или, ако је звездана маса била најмање три пута већа од Сунчеве,црна рупа.[38] Блиски двојни системи звезда могу поћи комплекснијим еволуционим путем, као што је пренос масе на белог патуљка који потенцијално може изазвати супернову. Планетарне маглине и супернове су неопходне за ширење метала у међузвездано окружење; без њих, све нове звезде (и њихови системи планета) били би створени само из водоника и хелијума.
Посматрана структура спиралних краковаМлечног пута.
НашСунчев систем орбитира унутарМлечног пута,спиралне пречкасте галаксије која је чланЛокалне групе галаксија. То је ротирајућа маса гаса, прашине, звезда и других објеката, које држе на окупу међусобна гравитациона привлачења. Пошто се Земља налази у прашинастом спољашњем краку, постоје многи делови Млечног пута који су за нас невидљиви.
У средишту Млечног пута је језгро, шире (дебље) у односу на околни диск галаксије. Језгро има издужени облик (облик пречке) и садржи у центру, како се верује,супермасивну црну рупу. Оно је окружено са четири примарна крака који се увијају од центра ка споља. Ово је регион активног формирања звезда који садржи мноштво младих звезда,популације I. Диск је окружен лоптастим халоом старихпопулације II, као и релативно густим концентрацијама звезда познатих каоглобуларна јата.[39]
Како се појављују масивније звезде, оне претварају облак уH II регион, област сјајног јонизованог гаса и плазме.Звездани ветар и експлозије супернових од ових најмасивнијих звезда служе за ширење облака, често остављајући иза себе једно или више младихотворених јата звезда. Ова јата се постепено растурају и звезде се прикључују популацији Млечног пута као појединачне звезде.
Проучавање кретања материје у Млечном путу и другим галаксијама је доказало да у њима постоји више масе него што се може измерити у видљивој материји.Хало тамне материје изгледа да је доминантна маса, иако природа ове тамне материје остаје непозната.[41]
Ова слика показује неколико плавих објеката облика петље, који су вишеструке слике исте галаксије, умножене дејствомгравитационог сочива који прави јато (жутих) галаксија близу средишта слике. Сочиво производи гравитационо поље јата које искривљује светлост тако да увећава и искривљује слику удаљенијег објекта.
Већина галаксија је организована у јасне облике који омогућавају њихово класификовање. Оне су обично подељене наспиралне,елиптичне инеправилне галаксије.
Као што им име каже,елиптичне галаксије имају обликелипсе. Звезде се крећу дуж насумичних орбита без преовлађујућег правца. Ове галаксије садрже мало или нимало међузвездане прашине, малозвезданих породилишта и углавном старије звезде. Елиптичне галаксије се често налазе у језгрима галактичких јата, и могу настати спајањем великих галаксија.
Спирална галаксија је организована у раван, ротирајући диск, обично са избочином или пречком у средишту и светлим краковима који се шире према ивици. Кракови су областизвезданих породилишта којима масивне младе звезде дају плаву нијансу. Спиралне галаксије су типично окружене халоом старијих звезда. ИМлечни пут иАндромедина галаксија су спиралне галаксије.
Неправилне галаксије су хаотичног изгледа, и нису ни елиптичне ни спиралне. Око четвртина свих галаксија су неправилне, и особеност изгледа тих галаксија можда је резултат гравитационих интеракција. Оне су, по правилу, галаксије мањих димензија, у поређењу са спиралним и елиптичним.
Активна галаксија је галаксија која емитује значајну количину своје енергије из извора који нису звезде, прашина и гас; већ из згуснуте области у језгру, за коју се обично мисли да је супермасивна црна рупа која емитује зрачење због материјала који у њу упада.
Радио-галаксија је активна галаксија која је веома светла урадио делу спектра, и избацује огромне облаке гаса. Активне галаксије које емитују зрачење високе енергије укључујуСејфертове галаксије,квазаре иблазаре. Квазари су најсветлији познати објекти у свемиру.[43]
Током овог ширења, свемир је прошао кроз неколико еволуционих фаза. У веома раним моментима, сматра се да је свемир доживео веома брзуинфлацију, која је уједначила почетне услове. Након тога,нуклеосинтеза је произвела обиље елемената у раном свемиру. (Види јошнуклеокосмохронологија.)
Кад су настали први атоми, свемир је постао провидан за зрачење, ослобађајући енергију коју данас видимо као позадинско микроталасно зрачење. Свемир који се и даље ширио ушао је у Тамно доба због недостатка звезданих извора енергије.[45]
Хијерархијска структура материје почела је да се ствара од малених варијација у густини масе. Материја се акумулира у најгушће области, стварајући облаке гаса инајраније звезде. Ове масивне звезде су изазвалерејонизацију и верује се да су створиле већину тежих елемената (тежих од водоника и хелијума) у раном свемиру.
Гравитационе скупине су се нагомилале у дуге нити, остављајући празнине за собом. Постепено, скупине гаса и прашине су се спајале и створиле прве примитивне галаксије. Временом, оне су увлачиле све више и више материје, и често су биле организоване угрупе и јата галаксија, а затим и у суперјата великих димензија.[46]
Сматра се да је основно за структуру свемира постојањетамне материје итамне енергије. За њих се данас сматра да чине 96% масе свемира, мада не постоји ни најмање сазнање о њиховој физичкој природи. Због овог разлога, много напора се троши у покушајима схватања њихове физике.[47]
Астрономија и астрофизика су развиле значајне међудисциплинарне везе са другим наукама.Археоастрономија иетноастрономија проучавају древне и традиционалне астрономије у њиховом културном контексту, користећи археолошке и антрополошке доказе.Астробиологија је наука о настанку и еволуцији биолошких система у свемиру, са посебним нагласком на могућност постојања ванземаљског живота.
Проучавање атома,молекула и једињења у свемиру, укључујући њихов настанак, интеракције и уништење зове сеастрохемија. Ове супстанце се обично налазе умолекуларним облацима, иако се могу наћи и у звездама ниских температура, смеђим патуљцима и планетама.Космохемија је проучавање елемената, молекула и једињења пронађених у Сунчевом систему, укључујући порекло елемената и распоред односаизотопа. Оба ова поља представљају спој астрономије и хемије.
Астрономи аматери могу да сами израде своју опрему, и праве астрономска окупљања.
Астрономија је једна од наука којој аматери могу највише да допринесу.[48]
Астрономи аматери посматрају разне небеске објекте и појаве, понекадопремом коју су сами направили. Најчешћи циљеви су Месец, планете, звезде, комете, метеорски ројеви, те разниобјекти дубоког неба као што су звездана јата, галаксије и маглине. Једна грана аматерске астрономије, аматерскаастрофотографија, укључује прављење фотографија ноћног неба. Многи аматери се специјализују у посматрању одређених објеката, врста објеката, односно врста догађаја који их занимају.[49][50]
Већина аматера ради на видљивим таласним дужинама, али постоје и они који експериментишу са таласним дужинама ван видљивог спектра. То укључује коришћење инфрацрвених филтера на конвенционалним телескопима, као и коришћење радио-телескопа. Пионир аматерске радиоастрономије јеКарл Јански који је почео да осматра небо на радио-таласним дужинама1930-их. Један број астронома аматера користити било телескопе направљене у самоградњи или телескопе који су првобитно изграђени за астрономска истраживања, а који су сада доступни аматерима (нпр.Телескоп од једне миље).[51][52]
Астрономи аматери и даље научно доприносе астрономији. У ствари, то је једна од ретких научних дисциплина у којој аматери још увек могу да учине значајне доприносе. Аматери, рецимо, могу да врше посматрањаокултација која се користе за усавршавање орбита малих планета. Они такође могу открити комете, и обављати редовна посматрањапроменљивих звезда. Побољшања у дигиталној технологији омогућила су аматерима да остваре импресиван напредак у области астрофотографије.[53][54]
Још једна ствар због које је астрономија специфична, је то што иде и до крајњих граница што се тиче могућности бављењааматерски њоме. Довољно је само заузети добар положај, имати нешто при руци ради записивања и уколико неко жели да иоле буде озбиљнији, довољан му је и јефтиндвоглед.[55]
Мада је астрономија начинила огромне кораке у разумевању природе свемира и његовог садржаја, постоје важна питања која су још увек остала отворена. Одговори на њих могу захтевати изградњу нових инструмената на Земљи и у свемиру, и могуће нова открића у теоретској и експерименталној физици.
Шта је порекло распореда звезданих маса? То јест, зашто астрономи увек виде исти распоред звезданих маса —иницијалну функцију масе — без обзира на почетне услове?[56] Потребно је боље разумевање процеса стварања звезда и планета.
Има ливанземаљског живота у свемиру? Посебно, има ли другог интелигентног живота? Ако има, шта је објашњење заФермијев парадокс? Постојање ванземаљског живота има важне научне и филозофске импликације.[57][58]
Каква је природа тамне материје и тамне енергије? Изгледа да оне доминирају еволуцијом и судбином свемира, па ипак ми још увек не знамо каква је њихова природа.[59]
Зашто је свемир настао? Зашто су, на пример, физичке константераспоређене тако да дозвољавају постојање живота? Може ли то бити резултаткосмолошке природне селекције? Шта је узрокинфлације која је учинила наш свемир хомогеним?[60]
^„Hipparchus of Rhodes”. Архивирано из оригинала 23. 10. 2007. г. Приступљено28. 10. 2007.CS1 одржавање: Неподобан URL (веза) Школа Математике и статистике, Универзитет Св. Андреје, Шкотска
^абMoore, P. (1997).Philip's Atlas of the Universe. Уједињено Краљевство: George Philis Limited.ISBN978-0-540-07465-5.
^Penston, Margaret J. (14. 08. 2002).„The electromagnetic spectrum”. Particle Physics and Astronomy Research Council. Архивирано изоригинала 08. 09. 2012. г. Приступљено17. 08. 2006.
^Roberge, Aki (21. 04. 1998).„The Planets After Formation”. Department of Terrestrial Magnetism. Приступљено05. 05. 2018.
^J.K. Beatty, C.C. Petersen, A. Chaikin, ур. (1999).The New Solar System (4. изд.). Cambridge press.ISBN978-0-521-64587-4.CS1 одржавање: Вишеструка имена: списак уредника (веза)
Бери, Артур (1961).A Short History of Astronomy From Earliest Times Through the Nineteenth Century. Њујорк: Dover Publications, Inc.Bibcode:1961shae.book.....B.
Хоскин, Мајкл, ур. (1999).The Cambridge Concise History of Astronomy. Cambridge University Press.ISBN978-0-521-57600-0.
