Астрофизика – это наблюдение объектов в электромагнитных лучах. Исследованию подвергаются как прямые изображения, полученные на различных длинах волн, так и электромагнитные спектры принимаемого излучения.
Радиоастрономия изучает излучения на длинах волн в диапазоне от нескольких миллиметров до десятков метров и далее. Источником радиоволн служат такие холодные объекты, как межзвездный газ, пылевые облака, пульсары (впервые обнаруженные в микроволновом диапазоне), далекие радиогалактики и квазары. Реликтовое излучение также является предметом изучения радиоастрономии. Наблюдения весьма часто проходят с использованием интерферометров.
Инфракрасная астрономия – это изучение на волнах, находящихся в промежутке между радиоизлучением и видимым светом. Обычно такие наблюдения проводятся посредством обычных оптических телескопов. Наблюдаемые объекты обычно являются не очень теплыми телами – планеты, межзвездная пыль.
Оптическая астрономия – это старейшая область астрофизики. В настоящий момент в ней применяются телескопы с ПЗС-матрицами в качестве приемников изображения. Применяются спектрографы. Земная атмосфера накладывает свой отпечаток на изображение, поэтому для устранения этого эффекта используется адаптивная оптика и спекл-интерферометрия, а также выведение телескопов за пределы земной атмосферы в космическое пространство. В этом диапазоне хорошо видны звезды и планетарные туманности, что позволяет изучать их химическое строение и расположение.
Ультрафиолетовая астрономия, рентгеновская астрономия и гамма-астрономия изучают объекты, в которых проходят процессы с образованием высокоэнергетических частиц. Такими объектами являются двойные пульсары, черные дыры, магнетары и многие другие объекты. Земная атмосфера служит помехой для наблюдения в этой части спектра (не является прозрачной). Поэтому наблюдения проходят либо посредством космических телескопов (обсерватории RXTE, Chandra, CGRO) либо земных с наблюдением черенковского эффекта (H.E.S.S., телескоп Magic).
С Земли наблюдаются также и другие типы излучения. Например, это гравитационные волны. Создание нейтринных обсерваторий позволяет наблюдать термоядерные процессы в центре Солнца. Также с помощью этого оборудования стало возможным изучение удаленных объектов, таких как сверхновая SN1987a. Столкновения высокоэнергетических частиц с земной атмосферой становятся объектами наблюдений ученых.
Наблюдения различаются также по продолжительности. Оптические наблюдения, в основном, проводятся выдержками порядка минут или часов. А в некоторых проектах, таких как Tortora, производится наблюдения с выдержкой менее секунды. А в других проектах наблюдение может продолжаться недели (напр. Глубокие хаббловские поля). Мониторинг пульсаров длится менее секунды, а наблюдение эволюции некоторых объектов может занимать сотни лет.
Солнце звезда особенная. Она ближе всего расположена к Земле и поэтому может быть изучена в мельчайших деталях. Его изучение дает основу для изучения других звезд.
Теоретическая астрофизика включает в себя аналитические методы, численное моделирование для изучения различных астрофизических явлений, построения их моделей и теорий. Полученные данные могут быть перепроверены вновь полученными данными.
Объектом исследований теоретической астрофизики являются, например:
Физика межзвёздной среды
Эволюция звёзд и их строение.
Физика чёрных дыр
Звёздная динамика
Эволюция галактик
Крупномасштабная структура Вселенной
Магнитогидродинамика
Космология (Модель ЛСРМ, тёмное вещество и тёмная энергия, инфляция)
