4. Posmatračka astronomija

U astronomiji, informacija se uglavnom dobija detekcijom i analizom vidljivog svetla ili drugih regiona elektromagnentog zračenja. Posmatračka astronomija može da se podeli prema posmatranim delovima elektromagnetnog spektra. Neki delovi spektra mogu da se posmatraju sa Zemljine površine, dok drugi delovi mogu da se posmatraju samo ili sa velikih visina ili iz svemira. Tako da se ona deli na:

1. Radio astronomiju
2. Astronomija infracrvenog zrčačenja
3. Optičku astronomiju
4. Astronomija ultravioletnog zračenja
5. Astronomija H zraka
6. Astronomija gama zraka

4.1. Radio astronomija

Radio astronomija proučava zračenje čija talasna dužina je veća od približno jednog milimetra. Radio astronomija se razlikuje od većine drugih formi posmatračke astronomije po tome što se posmatrani radio talasi tretiraju kao talasi radije nego kao izolovani fotoni. Prema tome, relativno je lakše da se izmeri amplituda i faza radio talasa, nego što je slučaj sa kraćim talasnim dužinama.

Iako neki radio talasi nastaju od astronomskih objekata u formi toplotnog zračenja, većina emisija radio zračenja, koje mogu da se detektuju na Zemlji, vide se u formi sinhotronog zračenja, koji nastaje kad elektroni osciluju oko magnetnog polja. Pored toga, broj specijalnih linija proizveden od strane međuzvezdanog gasa, posebno vodonikova specijalna linija na 21 cm, mogu se posmatrati na radio talasnoj dužini.
Mnoštvo objekata je moguće posmatrati na radio talasnoj dužini, uključujući supernove, međuzvezdani gas, pulsare i aktivne galaktičke nukleuse.

4.2. Astronomija infracrvenog zračenja

Astronomija infracrvenog zračenja se bavi detekcijom i analizom infracrvenog zračenja. Osim na talasnim dužinama blizu vidljive svetlosti, infracrveno zračenje se teško apsorbuje od strane atmosfere, i atmosfera proizvodi znatan deo infracrvene emisije. Stoga, posmatranje u infracrvenom delu spektra mora biti obavljeno na visokim i suvim mestima na Zemlji ili u svemiru. Infracrveni spektar je koristan za proučavanje objekata koji su suviše hladni da bi zračili vidljivom svetlošću, kao što su planete i cirkumzvezdani diskovi. Duža infracrvena talasna dužina može probiti oblake prašine koji blokiraju vidljivo svetlo, što omogućava posmatranje mladih zvezda u molekularnim oblacima i jezgru galaksija. Neki molekularni oblaci zrače jako u infracrvenom delu, i ovo se može koristiti za proučavanje hemije u svemiru, kao i za detekciju vode u kometama.

4.3. Optička astronomija

Istorijski, optička astronomija, takođe zvana astronomija vidljive svetlosti, je najstarija forma astronomije. Optičke slike su originalno crtane rukom. U kasnom XIX i većem delu XX veka, slike su pravljene pomoću fotografske opreme. Moderne slike su napravljene korišćenjem digitalnih detektora, posebno CCD detekrotima. Iako vidljiva svetlost se pruža od približno 4000 Å do 7000 Å (400 nm do 700 nm), ista oprema korišćena na ovim talasnim dužinama se takođe koristi da se posmatraju objekti koji zrače u blizini ultravioletnog i infracrvenog dela spektra.

4.4. Astronomija ultravioletnog zračenja

Astronomija ultravioletnog zračenja se generalno odnosi na posmatranja u ultravioletnom delu spektra približno između 100 Å i 3200 Å (10 nm do 320 nm). Svetlost na ovim talasnim dužinama je apsorbovana od strane Zemljine atmosfere, pa posmatranja na ovim talasnim dužinama moraju da se obave u gornjem delu atmosfere ili iz svemira. Ultravioletna astronomija najviše odgovara za proučavanje toplotnog zračenja i spektralnih emisionih linija vrućih plavih zvezda (OB zvezda) koje su veoma sjajne u ovoj talasnoj dužini. Ovo uključuje plave zvezde u drugim glaksijama, koje su bile mete nekoliko ultravioletnih snimanja. Drugi objekti obično posmatrani u ultravioletnom delu spektra su planetarne magline, ostaci supernovih i aktivni galaktički nukleusi. Ipak, ultravioletna svetlost se lako apsorbuje od strane međuzvezdane prašine, i merenja ultravioletnog svetla objekta koji zrači moraju biti korigovana.

4.5. Astronomija H zraka

Astronomija H zraka se bavi proučavanjem astronomskih objekata na H talasnoj dužini. Tipično, objekat emituje H zračenje kao sinhrotronu emisiju (nastaje oscilacijom elektrona oko linija magnetnog polja), toplotno zračenje od retkih gasova koji su iznad 107 kelvina, i toplotno zračenje iz gustih gasova (zvano zračenje crnog tela) koji je na iznad 107 kelvina temperature. Pošto se H zraci apsorbuju od strane Zemljine atmosfere, sva H posmatranja moraju da se obave sa visokih delova atmosfere u balonu, raketi ili svemirskom brodu. Izvori zračenja mogu biti binanrni sistemi zvezda, pulsari, ostaci supernovih, eklipsne galaksije, skupovi galaksija i aktivni galaktički nukleusi.

4.6. Astronomija gama zraka

Astronomija gama zraka se bavi proučavanjem objekata koji zrače na najkraćim talasnim dužinama elektromagnetnog spektra. Gama zraci mogu se posmatrati direktno pomoću satelita kao što je Kompton Observatorija gama zraka ili pomoću specijalizovanih teleskopa zvanih atmosferski Čerenkov teleskopi. Čerenkovi teleskopi ustvari ne detektuju gama zrake direktno ali umesto toga detektuje bleskove vidljive svetlosti koja nastaje kada su gama zraci apsorbovani od strane Zemljine atmosfere.

Većina objekata koji emituje gama zrake su ustvari eksplozije gama zraka, objekti koji emituju zračenje samo par milisekundi do hiljadu sekundi pre nestanka. Samo 10% izvora su neprolazni izvori. Ovi stabilni izvori uključuju pulsare, neutronske zvezde i objekte kandidate za crne rupe kao što su aktivni galaktički nukleusi.

4.7. Polja posmatračke astronomije koja nisu
bazirana na elektromagnetnom spektru

Osim elektromagnetnog zračenja, par stvari se može posmatrati sa Zemlje koji se nalazi na velikim udaljenostima. Ta polja posmatračke astronomije su:

1. Astronomija neutrina
2. Astronomija kosmičkih zraka
3. Astronomija gravitacionih talasa
4. Planetarna astronomija (letačke misije u svemir)

U astronomiji neutrina astronomi koriste specijalna podzemna postrojenja kao što su SAGE, GALLEX i Kamioka II/III za detekciju neutrina. Ovi neutrini potiču primarno sa Sunca ali i sa supernovih.

Kosmički zraci sastoje se iz čestica velike energije koji se mogu videti kada pogode Zemljinu atmosferu. Budući detektori neutrina će takođe biti osetljivi na neutrine nastale kada kosmički zraci pogode Zemljinu atmosferu.

Par observatorija gravitacionih talasa su napravljene, kao što je LIGO (Laser Interferometer Gravitational Observatory). Važno je napomenuti da gravitacioni talasi su ektremno teški za detekciju.

Planetarna astronomija ima velike korsti od direktnmog posmatranja pomoću svemirskih letelica i misija donošenja uzoraka materijala sa planete. Ovo podrazumeva misije sa daljinskim senzorima, robotizovanim vozilima koja mogu da obave eksperimente na površini planete, sudarača koji omogućavaju daljinsku detekciju materijala unutar objekata, kao i proste povratne misije koja omogućava direktno, laboratorijsko ispitivanje.

4.8. Astrometrija i nebeska mehanika

Jedno od najstarijih oblasti u astronomiji, i u celokupnoj nauci, je merenje pozicija nebeskih tela. Istorijski gledano, poznavanje tačnih pozicija Sunca, Meseca, planeta i zvezda je oduvek bilo važno u nebeskoj navigaciji.

Pažljiva merenja pozicija planeta je dovelo do saznanja i razumevanja gravitacione perturbacije, i mogućnosti da se utvrde prošli i budući položaji planeta sa velikom preciznošću, polje poznato kao nebeska mehanika. Skora praćenja NEO objekata će nam omogućiti da predvidimo susrete i potencijalne sudare Zemlje sa tim objektima.

Merenja zvezdane paralakse obližnjih zvezda stvara osnov u razmeri kosmičkih daljina za merenje veličine svemira. Merenja paralakse obližnjih zvezda predstavlja osnov za utvrđivanje karakteristika udaljenih zvezda komparacijom veličina. Merenja radijalne brzine i pravilnog kretanja prikazuje kretanje i poziciju objekta u Mlečnom putu. Astrometrički rezultati se takođe koriste za merenje distribucije tamne materije u galaksiji.

Za vreme 1990.-ih godina, astrometrijska tehnika merenja zvezdanih kolebanja je korišćena za detekciju ekstrasolarnih planeta koje orbitiraju oko obližnjih zvezda.