X線天文学
人工衛星に検出器を搭載すると、地球大気よりも十分高い軌道で観測を行うことができる。気球とは異なり、衛星に搭載した観測装置はX線のスペクトル全体を観測することができる。またロケットと違って観測装置が機能している間ずっとデータを取ることができる。例として、1969年にアメリカによって打ち上げられたVela-5B衛星では、X線検出器は10年以上にわたって動作し続けた。
現在稼動しているX線観測衛星には、ESAによって打ち上げられた XMM-Newton や NASA の Chandra、NuSTAR などがある。ESA の SMART-1 は月面のX線発光現象のマッピング観測を行うためのX線望遠鏡を搭載している。また、国際宇宙ステーション日本実験棟きぼうには、全天を継続的に観測し変光天体や突発天体を探す全天X線監視装置(MAXI)が設置される。過去の観測衛星としては他に ROSAT やアインシュタイン、はくちょう、てんま、ぎんが、あすか、BeppoSAX、すざく、ひとみなどが挙げられる。
同様の明るい降着円盤は白色矮星や中性子星の周囲にも作られるが、これらの円盤のガスは高密度の母天体表面と大きな速度で衝突するため、これによってさらに余分のエネルギーが放出される。中性子星の場合、ガスの降着速度は光速の数分の一に達する。中性子星や白色矮星の中には、天体の持つ磁場が非常に強いために降着円盤が形成されないものもある。ブラックホールからのX線は非常に短い時間スケールで変光する。この光度変化からブラックホールの大きさに関する情報が得られる。
銀河団は銀河群や個々の銀河など、より小さな単位の物質が合体して作られている。銀河団の物質(銀河、ガス、ダークマター)は銀河団の重力ポテンシャル井戸に落ち込むにつれて運動エネルギーを得る。中心に落ち込むガスは既に銀河団内にあるガスと衝突し、その衝撃波によって10 K にまで加熱される。加熱の度合は銀河団の大きさによって変わる。この超高温のガスから熱制動放射によってX線が放出され、それに混じってガスの中の重元素による輝線スペクトルが見られる。銀河団内の銀河同士やダークマターは衝突確率がほとんどない無衝突系になっているため、すぐにビリアル平衡に達して銀河団のポテンシャル井戸の中を軌道運動するようになる。