Astronomi
aktif. Diperlukan penyetelan yang berbeda untuk keperluan seperti demikian sebab cahayanya mudah tertelan oleh debu-debu antarbintang.
Benda-benda bisa memancarkan cahaya berpanjang gelombang sinar-X melalui pancaran sinkrotron (pancaran yang berasal dari elektron-elektron yang berkisar di sekeliling medan magnet) atau melalui pancaran termal gas pekat dan gas encer pada 107 K. Sinar-X juga diserap oleh atmosfer, sehingga pengamatan harus dilakukan dari atas balon, roket, atau satelit penelitian. Sumber-sumber sinar-X antara lain bintang biner
sinar-X (X-ray binary), pulsar, sisa-sisa supernova, galaksi elips, gugus galaksi, serta Inti galaksi aktif (AGN/Active Galactic Nucleus.
Astronomi sinar-gamma mempelajari benda-benda astronomi pada panjang gelombang paling pendek (sinar-gamma). Sinar-gamma bisa diamati secara langsung melalui satelit-satelit seperti Compton Gamma Ray Observatory (CGRO), atau dengan jenis teleskop khusus yang disebut Teleskop Cherenkov (IACT). Teleskop jenis itu sebetulnya tidak mendeteksi sinar-gamma, tetapi mampu mendeteksi percikan cahaya tampak yang dihasilkan dari proses penyerapan sinar-gamma oleh atmosfer.
Kebanyakan sumber sinar-gamma hanyalah berupa ledakan sinar-gamma, yang hanya menghasilkan sinar tersebut dalam hitungan milisekon sampai beberapa puluh detik saja. Sumber yang permanen dan tidak sementara hanya sekitar 10% dari total jumlah sumber, misalnya sinar-gamma dari pulsar, bintang neutron, atau inti galaksi aktif dan kandidat-kandidat lubang hitam.
Sejumlah fenomena jarak jauh lain yang berbentuk selain radiasi elektromagnetik dapat diamati dari Bumi. Ada cabang bernama astronomi neutrino, dimana para astronom menggunakan fasilitas-fasilitas bawah tanah (misalnya SAGE, GALLEX, atau Kamioka II/III) untuk mendeteksi neutrino, sebentuk partikel dasar yang jamaknya berasal dari Matahari atau ledakan-ledakan supernova. Ketika sinar-sinar
kosmik memasuki atmosfer Bumi, partikel-partikel berenergi tinggi yang menyusunnya akan meluruh atau terserap, dan partikel-partikel hasil peluruhan ini bisa dideteksi di observatorium. Pada masa yang akan datang, diharapkan akan ada detektor neutrino yang peka terhadap partikel-partikel yang lahir dari benturan sinar-sinar kosmik dan atmosfer.
Terdapat pula cabang baru yang menggunakan detektor-detektor gelombang gravitasional untuk mengumpulkan data tentang benda-benda rapat: astronomi gelombang gravitasional. Observatorium-observatorium untuk bidang ini sudah mulai dibangun, contohnya observatorium LIGO di Louisiana, AS. Tetapi astronomi seperti ini sulit, sebab gelombang gravitasional amat sukar untuk dideteksi.
Ahli-ahli astronomi planet juga banyak yang mengamati fenomena-fenomena angkasa secara langsung, yaitu melalui wahana-wahana antariksa serta misi-misi pengumpulan sampel. Beberapa hanya bekerja dengan sensor jarak jauh untuk mengumpulkan data, tetapi beberapa lainnya melibatkan pendaratan-dengan kendaraan antariksa yang mampu bereksperimen di atas permukaan. Metode-metode lain misalnya detektor material terbenam atau melakukan eksperimen langsung terhadap sampel yang dibawa ke Bumi sebelumnya.
Pengukuran letak benda-benda langit, seperti disebutkan, adalah salah satu cabang astronomi (dan bahkan sains) yang paling tua. Kegiatan-kegiatan seperti pelayaran atau penyusunan kalender memang sangat membutuhkan pengetahuan yang akurat mengenai letak Matahari, Bulan, planet-planet, serta bintang-bintang di langit.
Dari proses pengukuran seperti ini dihasilkan pemahaman yang baik sekali tentang usikan gravitasi dan pada akhirnya astronom-astronom dapat menentukan letak benda-benda langit dengan tepat pada masa lalu dan masa depan- cabang astronomi yang mendalami bidang ini dikenal sebagai mekanika benda langit. Dewasa ini penjejakan atas benda-benda yang dekat dengan Bumi juga memungkinkan prediksi-prediksi akan pertemuan dekat, atau bahkan benturan.
Kemudian terdapat pengukuran paralaks bintang. Pengukuran ini sangat penting karena memberi nilai basis dalam metode tangga jarak kosmik; melalui metode ini ukuran dan skala alam semesta bisa diketahui. Pengukuran paralaks bintang yang relatif lebih dekat juga bisa dipakai sebagai basis absolut untuk ciri-ciri bintang yang lebih jauh, sebab ciri-ciri di antara mereka dapat dibandingkan. Kinematika mereka lalu bisa kita susun
lewat pengukuran kecepatan radial serta gerak diri masing-masing. Hasil-hasil astrometri dapat pula dimanfaatkan untuk pengukuran materi gelap di dalam galaksi.
Selama dekade 1990-an, teknik pengukuran goyangan bintang dalam astrometri digunakan untuk mendeteksi keberadaan planet-planet luar surya yang mengelilingi bintang-bintang di dekat Matahari kita.
Terdapat banyak jenis-jenis metode dan peralatan yang bisa dimanfaatkan oleh seorang astronom teoretis, antara lain model-model analitik (misalnya politrop untuk memperkirakan perilaku sebuah bintang) dan simulasi-simulasi numerik komputasional; masing-masing dengan keunggulannya sendiri. Model-model analitik umumnya lebih baik apabila peneliti hendak mengetahui pokok-pokok persoalan dan mengamati apa
yang terjadi secara garis besar; model-model numerik bisa mengungkap keberadaan fenomena-fenomena serta efek-efek yang tidak mudah terlihat.
Para teoris berupaya untuk membuat model-model teoretis dan menyimpulkan akibat-akibat yang dapat diamati dari model-model tersebut. Ini akan membantu para pengamat untuk mengetahui data apa yang harus dicari untuk membantah suatu model, atau memutuskan mana yang benar dari model-model alternatif yang bertentangan. Para teoris juga akan mencoba menyusun model baru atau memperbaiki model yang sudah ada apabila
ada data-data baru yang masuk. Apabila terjadi pertentangan/inkonsistensi, kecenderungannya adalah untuk membuat modifikasi minimal pada model yang bersangkutan untuk mengakomodir data yang sudah didapat. Kalau pertentangannya terlalu banyak, modelnya bisa dibuang dan tidak digunakan lagi.
Topik-topik yang dipelajari oleh astronom-astronom teoretis antara lain: dinamika dan evolusi bintang-bintang; formasi galaksi; struktur skala besar materi di alam semesta; asal usul sinar kosmik; relativitas umum; dan kosmologi fisik (termasuk kosmologi dawai dan fisika astropartikel). Relativitas astrofisika dipakai untuk mengukur ciri-ciri struktur skala besar, dimana ada peran yang besar dari gaya gravitasi; juga sebagai dasar dari fisika lubang hitam dan penelitian gelombang gravitasional.
Beberapa model/teori yang sudah diterima dan dipelajari luas yaitu teori Dentuman Besar, inflasi kosmik, materi gelap, dan teori-teori fisika fundamental. Kelompok model dan teori ini sudah diintegrasikan dalam model Lambda-CDM.
Wacana yang tengah hangat dalam astronomi pada beberapa tahun terakhir adalah materi gelap dan energi gelap- penemuan dan kontroversi mengenai topik-topik ini bermula dari penelitian atas galaksi-galaksi.
Matahari adalah bintang yang terdekat dari Bumi pada sekitar 8 menit cahaya, dan yang paling sering diteliti; ia merupakan bintang katai pada deret utama dengan klasifikasi G2 V dan usia sekitar 4.6 miliar tahun. Walau tidak sampai tingkat bintang variabel, Matahari mengalami sedikit perubahan cahaya melalui aktivitas yang dikenal sebagai siklus bintik Matahari- fluktuasi pada angka bintik-bintik
Matahari selama sebelas tahun. Bintik Matahari ialah daerah dengan suhu yang lebih rendah dan aktivitas magnetis yang hebat.
Luminositas Matahari terus bertambah kuat secara tetap sepanjang hidupnya, dan sejak pertama kali menjadi bintang deret utama sudah bertambah sebanyak 40%. Matahari juga telah tercatat melakukan perubahan periodik dalam luminositas, sesuatu yang bisa menyebabkan akibat-akibat yang signifikan atas kehidupan di atas Bumi. Misalnya periode minimum Maunder, yang sampai menyebabkan fenomena zaman es kecil pada Abad Pertengahan.