天文学
電磁波を用いる天文学
天文学では、天体などの基本的情報を可視光線や、より多くを電磁波から得る。一般に温度(エネルギー)の高い物体からは波長の短い電磁波が放射されるため、短い波長を用いれば、エネルギーの高い天体現象を観測することができる。天文学を以下に波長によって分類する。なお、宇宙膨張に伴い、宇宙誕生初期に発生した光などは、より長い波長の光や赤外線、サブミリ波で観測される(関連項目:ドップラー効果)。恒星や惑星、衛星や星間ダストの出す放射スペクトルは、一般に黒体輻射の法則に従う(関連項目:ボルツマン定数)。
電波天文学
赤外線天文学
可視光天文学
紫外線天文学
X線天文学
ガンマ線天文学
電磁波以外の媒体を用いる天文学
ニュートリノ天文学 (2007年までにニュートリノで観測された天体は太陽とSN 1987Aの2天体のみ)
重力波天文学 (2016年2月、重力波がもたらす時空の歪みを測定することにより、連星ブラックホールを観測している)
コンピュータ機器を用いる天文学
シミュレーション天文学(観測媒体というより、物理学現象による小宇宙を電算機内に構築し、シミュレーションによって検証する天文学)
天文学は、数ある科学分野の中でもアマチュアの活発な活動が役に立つことのある、数少ない分野である。特定の天体を追跡したり、彗星や小惑星などの新たな星を発見するといった、さまざまな形でアマチュアによる活動が行われており、プロの研究者へのフィードバックや連携活動も珍しくない。中でももっともアマチュア天文家の活躍した分野は彗星の発見であり、かつて「コメットハンター」と呼ばれる熱心なアマチュア天文家らの手によって多くの彗星が発見されたが、1995年の地球近傍小惑星追跡(NEAT)や1998年以降のリンカーン地球近傍小惑星探査(LINEAR)といった自動捜索プロジェクトの始動によって目視による彗星発見は激減し、かわってインターネット上などで公開されたデータをもとに彗星を発見する方法が主流となった。その後もアマチュア天文家が大きな発見をするケースは多く、2012年には4つの太陽を持つ惑星がアマチュア天文家と天文学者のチームによって発見された。
宵の明星、金星に関して、24年間にわたり、日付と位置を表形式で記録している粘土板(シカゴOriental Institute所蔵)
バビロニアの粘土板で、紀元前323年-322年の天体観測や気象観測の記録日誌の一部であり、アレクサンダー大王が死んだということを記述している箇所。(大英博物館所蔵)
バビロニアの後、古代ギリシアとヘレニズム世界において天文学はさらに進歩した。ギリシア天文学はその初期段階から、天球における天体の回転運動を物理的に説明することを目指した点を特徴とした。紀元前3世紀、アリスタルコスは地球の大きさと、月や太陽の大きさと距離を計算し、太陽中心説による太陽系モデルを提案した。紀元前2世紀にはヒッパルコスが歳差を発見し、月の大きさと距離を計算し、アストロラーベのような初期の天文学装置を発明した。ヒッパルコスはまた、1020個の星とギリシア神話の神々の名に由来する北半球の星座のほとんどについて、詳細なカタログを作成した。紀元前150〜80年ごろ制作のアンティキティラ島の機械は、特定の日における太陽や月および星々の場所を計算するよう設計された、初期のアナログ計算機である。ヨーロッパにおいて、これに匹敵する制作技術の再興は14世紀の機械式天文時計の登場を待たなければならなかった。
暦 - 位置天文学 - 天体力学
宇宙論 - 天体物理学
銀河 - 銀河天文学 - 銀河進化論 - 銀河形成論
恒星 - 恒星天文学 - 恒星物理学 - 恒星進化論 - 星形成論
星雲・星団 - 星間物理学
惑星 - 惑星科学 - 惑星物理学 - 惑星形成論
地球 - 地球物理学 - 地球化学
本分類は、歴史的発展に基づき作成したものである。天文学分野で最初に研究が行われたのは、暦を研究する暦学であり、そこから、海上を移動する際に現在位置を知るために発展した位置天文学へとつながる。そして、その位置天文学に基づく観測の結果から天体力学へと発展を遂げたものである。また、宇宙論は、神話や宗教等によって、それらはさまざまな伝承などの形で現在に至っている。宇宙論が、きちんと物理学的に探求されるようになったのは、近代に入ってからである。その他の、観測分野にしても同様であり、天体観測が系統的に行われるようになってからのことである。