Астрономия, не связанная с электромагнитным излучением

С Земли наблюдается не только электромагнитное излучение, но и другие типы излучения.

В нейтринной астрономии для выявления нейтрино используют специальные подземные объекты, такие как SAGE, GALLEX и Камиока II / III^[7]. Эти нейтрино приходят главным образом от Солнца, но также от сверхновых звёзд. Кроме того, современные обсерватории могут регистрировать космические лучи, поскольку это частицы очень высокой энергии, дающие при входе в атмосферу Земли каскады вторичных частиц^[9]. Кроме того, некоторые будущие детекторы нейтрино будут также непосредственно чувствительны к частицам, рожденным, когда космические лучи попадают в атмосферу Земли^[7].

Новым направлением в разновидности методов астрономии может стать гравитационно-волновая астрономия (англ.)русск., которая стремится использовать детекторы гравитационных волн для наблюдения компактных объектов. Несколько обсерваторий уже построено, например, лазерный интерферометр гравитационной обсерватории LIGO, но гравитационные волны очень трудно обнаружить, и они до сих пор остаются неуловимыми^[10].

Планетарная астрономия занимается не только наземными наблюдениями небесных тел, но и их непосредственным изучением с помощью космических аппаратов, в том числе доставивших на Землю образцы вещества. Кроме того, многие аппараты собирают различную информацию на орбите или на поверхности небесных тел, а некоторые и проводят там различные эксперименты.

Астрометрия и небесная механика

Основные статьи: Астрометрия, небесная механика

Астрометрия — один из старейших подразделов астрономии. Она занимается измерениями положения небесных объектов. Точные данные о расположении Солнца, Луны, планет и звезд когда-то играли чрезвычайно важную роль в навигации. Тщательные измерения положения планет привели к глубокому пониманию гравитационных возмущений, что позволило с высокой точностью рассчитывать их прошлое расположение и предсказывать будущее. Эта отрасль известна как небесная механика. Сейчас отслеживание околоземных объектов позволяет прогнозирования сближения с ними, а также возможные столкновения различных объектов с Землёй^[11].

Измерения параллаксов ближайших звёзд — фундамент для определения расстояний в дальнем космосе и измерения масштабов Вселенной. Эти измерения обеспечили основу для определения свойств отдаленных звезд; свойства могут быть сопоставлены с соседними звёздами. Измерения лучевых скоростей и собственных движений небесных тел позволяет исследовать кинематику этих систем в нашей галактике. Астрометрические результаты могут использоваться для измерения распределения темной материи в галактике^[12].

В 1990-х годах астрометрические методы измерения звездных колебаний были применены для обнаружения крупных внесолнечных планет (планет на орбитах соседних звёзд)^[13].

Внеатмосферная астрономия

Исследования с помощью космической техники занимают особое место среди методов изучения небесных тел и космической среды. Начало было положено запуском в СССР в 1957 году первого в мире искусственного спутника Земли. Космические аппараты позволили проводить исследования во всех диапазонах длин волн электромагнитного излучения. Поэтому современную астрономию часто называют всеволновой. Внеатмосферные наблюдения позволяют принимать в космосе излучения, которые поглощает или очень меняет земная атмосфера: радиоизлучения некоторых длин волн, не доходят до Земли, а также корпускулярные излучения Солнца и других тел. Исследование этих, ранее недоступных видов излучения звезд и туманностей, межпланетной и межзвездной среды очень обогатило наши знания о физических процессах Вселенной. В частности, были открыты неизвестные ранее источники рентгеновского излучения — рентгеновские пульсары. Много информации о природе отдаленных от нас тел и их систем также получено благодаря исследованиям, выполненным с помощью спектрографов, установленных на различных космических аппаратах.

Теоретическая астрономия

Основная статья: Теоретическая астрономия

Астрономы-теоретики используют широкий спектр инструментов, которые включают аналитические модели (например, политропы для приближенного поведения звезд) и численное моделирование. Каждый из методов имеет свои преимущества. Аналитическая модель процесса, как правило, лучше дает понять суть того, почему это (что-то) происходит. Численные модели могут свидетельствовать о наличии явлений и эффектов, которых, вероятно, иначе не было бы видно^[14][15].

Теоретики в области астрономии стремятся создавать теоретические модели и выяснить в исследованиях последствия этих моделирований. Это позволяет наблюдателям искать данные, которые могут опровергнуть модель или помогает в выборе между несколькими альтернативными или противоречивыми моделями. Теоретики также экспериментируют в создании или видоизменению модели с учетом новых данных. В случае несоответствия общая тенденция состоит в попытке достигнуть коррекции результата минимальными изменения модели. В некоторых случаях большое количество противоречивых данных со временем может привести к полному отказу от модели.

Темы, которые изучают теоретические астрономы: звездная динамика и эволюция галактик, крупномасштабная структура Вселенной, происхождение космических лучей, общая теория относительности и физическая космология, в частности космология струн и астрофизика элементарных частиц. Теория относительности важна для изучения крупномасштабных структур, для которых гравитация играет значительную роль в физических явлениях. Это основа исследований чёрных дыр и гравитационных волн. Некоторые широко принятые и изучены теории и модели в астрономии, теперь включённые вмодель Лямбда-CDM, — Большой Взрыв, расширение космоса, темная материя и фундаментальные физические теории.

Любительская астрономия

Основная статья: Любительская астрономия

Астрономия — одна из наук, где вклад любителей может быть значительным^[16]. Общий объём любительских наблюдений больше, чем профессиональных, хотя технические возможности любителей намного меньше. Иногда они самостоятельно строят себе оборудование (как и 2 века назад). Наконец большинство ученых вышли именно из этой среды. Главные объекты наблюдений астрономов-любителей — Луна, планеты, звезды, кометы, метеорные потоки и различные объекты глубокого неба, а именно: звездные скопления, галактики и туманности. Одна из ветвей любительской астрономии, любительская астрофотография, представляет собой фотографирование участков ночного неба. Многие любители специализируются по отдельным объектам, типам объектов или типам событий^[17][18].

Большинство любителей работает в видимом спектре, но небольшая часть экспериментирует с другими длинами волн. Это включает использование инфракрасных фильтров на обычных телескопах, а также использование радиотелескопов. Пионер любительской радиоастрономии — Карл Янский, который начал наблюдать небо в радиодиапазоне в 1930-х годах. Некоторые астрономы-любители используют как домашние телескопы, так и радиотелескопы, которые изначально были построены для астрономических учреждений, но теперь доступны для любителей (как для крупных исследовательских институтов)^[19][20].

Астрономы-любители и сейчас продолжают вносить вклад в астрономию. Это одна из немногих дисциплин, где их вклад может быть значительным. Довольно часто они наблюдают покрытия астероидами звёзд, и эти данные используются для уточнения орбит астероидов. Иногда любители находят кометы, а многие из них регулярно наблюдают переменные звёзды. А достижения в области цифровых технологий позволили любителям добиться впечатляющего прогресса в области астрофотографии^[21][22][23].