Astronomi: Perbedaan antara revisi

Pada abad ke-20, astronomi profesional terbagi menjadi dua cabang:, yaitu [[astronomi observasional]]; danStudi [[astronomi teoretis]]. Yang pertamayang melibatkan pengumpulan data dari pengamatan atas benda-benda langit, yang kemudian akan dianalisis menggunakan prinsip-prinsip dasar fisika., Yangdan kedua[[astronomi teoretis]]; Studi astronomi yang terpusat pada upaya pengembangan model-model komputer/analitis guna menjelaskan sifat-sifat benda-benda langit serta fenomena-fenomena alam lainnya. Adapun kedua cabang ini bersifat komplementer; — astronomiAstronomi teoretis berusaha untuk menerangkan hasil-hasil pengamatan astronomi observasional, dan astronomi observasional kemudian akan mencoba untuk membuktikan kesimpulan yang dibuat oleh astronomi teoretis.

|first = F. H. |last=Shu

|url = https://archive.org/details/physicaluniverse00shuf|publisher = University Science Books

|isbn = 0-935702-05-9}}</ref> Namun, penelitian-penelitian astronomi modern kebanyakan berurusan dengan topik-topik yang berkenaan dengan fisika, sehingga bisa saja kita mengatakandianggap bahwa astronomi modern adalah astrofisika.<ref name="scharrinhausen:1" />

Banyak badan-badan penelitian yang, dalam memutuskan menggunakan istilah yang mana, hanya bergantung dari apakah secara sejarah mereka berafiliasi dengan departemen-departemen fisika atau tidak.<ref name="odenwald:2" /> Astronom-astronom profesional sendiri banyak yang memiliki gelar di bidang fisika.<ref name="pennstateerie" /> Untuk ilustrasi lebih lanjut, salah satu jurnal ilmiah terkemuka pada cabang ilmu ini bernama ''[[Astronomy and Astrophysics]]'' (Astronomi dan Astrofisika).

{{Main|Sejarah astronomi}}{{Lebih lanjut|Arkeoastronomi}}

Abad ke-18 sampai abad ke-19 pertama diwarnai oleh penelitian atas [[masalah tiga-badan]] oleh [[Leonhard Euler|Euler]], [[Alexis Clairaut|Clairaut]], dan [[Jean le Rond d'Alembert|D'Alembert]]; penelitian yang menghasilkan metode prediksi yang lebih tepat untuk pergerakan Bulan dan planet-planet. Pekerjaan ini dipertajam oleh [[Joseph Louis Lagrange|Lagrange]] dan [[Pierre Simon Laplace|Laplace]], sehingga memungkinkan ilmuwan untuk memperkirakan massa planet dan satelit lewat perturbasi/usikannya.<ref>Forbes, 1909, hal. 74–76</ref> Penemuan [[Spektroskopi|spektroskop]] dan [[fotografi]] kemudian mendorong kemajuan penelitian lagi: pada 1814-1815, [[Joseph von Fraunhoffer|Fraunhoffer]] menemukan lebih kurang 600 pita spektrum pada Matahari, dan pada 1859 [[Gustav Kirchhoff|Kirchhoff]] akhirnya bisa menjelaskan fenomena ini dengan mengatribusikannya pada keberadaan unsur-unsur. Pada masa ini bintang-bintang dikonfirmasikan sebagai Matahari-matahari lain yang lebih jauh letaknya, namun dengan perbedaan-perbedaan pada [[suhu]], [[massa]], dan ukuran.<ref name="short history" />

Baru pada abad ke-20 Galaksi [[Bima Sakti]] (di mana [[Bumi]] dan [[Matahari]] berada) bisa dibuktikan sebagai kelompok bintang yang terpisah dari kelompok-kelompok bintang lainnya. Dari pengamatan-pengamatan yang sama disimpulkan pula bahwa ada galaksi-galaksi lain di luar Bima Sakti dan bahwa [[alam semesta]] terus mengembang, sebab galaksi-galaksi tersebut terus menjauh dari galaksi kita.<ref name=Belkora2003>{{cite book|author=Belkora, Leila|title=Minding the heavens: the story of our discovery of the Milky Way|isbn=9780750307307|url=http://books.google.com/?id=qBM-wez94WwC&printsec=frontcover|publisher=[[CRC Press]]|year=2003|pages=1–14}}</ref> Astronomi modern juga menemukan dan berusaha menjelaskan benda-benda langit yang asing seperti [[kuasar]], [[pulsar]], [[blazar]], [[Galaksi radio|galaksi-galaksi radio]], [[lubang hitam]], dan [[bintang neutron]]. [[Kosmologi fisik]] maju dengan pesat sepanjang abad ini: model [[Dentuman Besar]] (''Big Bang'') misalnya, telah didukung oleh bukti-bukti astronomis dan fisika yang kuat (antara lain [[Radiasi latar belakang kosmik|radiasi CMB]], [[hukum Hubble]], dan [[Nukleosintesis Big Bang|ketersediaan kosmologis unsur-unsur]]).

[[Berkas:USA.NM.VeryLargeArray.02.jpg|thumbjmpl|230px|Observatorium ''[[Very Large Array]]'' (VLA) di [[New Mexico]], [[Amerika Serikat|AS]]: contoh [[teleskop radio]]]]

|isbn=0-387-98746-0}}</ref> Berbeda dengan jenis-jenis lainnya, astronomi observasional tipe radio mengamati gelombang-gelombang yang bisa diperlakukan selayaknya [[gelombang]], bukan [[Foton|foton-foton]] yang diskrit. Dengan demikian pengukuran [[fase]] dan [[Amplitudo|amplitudonyaamplitudo]]nya relatif lebih gampang apabila dibandingkan dengan gelombang yang lebih pendek.<ref name="cox2000"/>

[[Gelombang radio]] bisa dihasilkan oleh benda-benda astronomis melalui [[Benda hitam#Radiasi|pancaran termal]], namun sebagian besar pancaran radio yang diamati dari Bumi adalah berupa [[radiasi sinkrotron]], yang diproduksi ketika [[Elektron|elektron-elektron]] berkisar di sekeliling [[medan magnet]].<ref name="cox2000"/> Sejumlah [[garis spektrum]] yang dihasilkan dari [[gas antarbintang]] (misalnya garis spektrum [[hidrogen]] pada 21 &nbsp;cm) juga dapat diamati pada panjang gelombang radio.<ref name="shu1982"/><ref name="cox2000"/>

Astronomi inframerah melibatkan pendeteksian beserta analisis atas radiasi [[inframerah]] (radiasi di mana panjang gelombangnya melebihi cahaya merah). Sebagian besar radiasi jenis ini diserap oleh atmosfer Bumi, kecuali yang panjang gelombangnya tidak berbeda terlampau jauh dengan cahaya merah yang tampak. Oleh sebab itu, observatorium yang hendak mengamati radiasi inframerah harus dibangun di tempat-tempat yang tinggi dan tidak lembap, atau malah di ruang angkasa.

Spektrum ini bermanfaat untuk mengamati benda-benda yang terlalu dingin untuk memancarkan cahaya tampak, misalnya planet-planet atau [[CakramPiringan pengitarlingkar bintang|cakram-cakram pengitar bintang]]. Apabila radiasinya memiliki gelombang yang cenderung lebih panjang, ia dapat pula membantu para astronom mengamati bintang-bintang muda pada [[Awan molekul|awan-awan molekul]] dan inti-inti galaksi — sebab radiasi seperti itu mampu menembus debu-debu yang menutupi dan mengaburkan pengamatan astronomis.<ref>{{cite news

|accessdate=11 August 2008}}</ref>

|isbn=0-540-07465-9}}</ref> Mulai dari penghujung abad ke-19 sampai kira-kira seabad setelahnya, citra-citra astronomi optikal memakai teknik fotografis, namun sebelum itu mereka harus digambar menggunakan tangan. Dewasa ini detektor-detektor digitallah yang dipergunakan, terutama yang memakai [[Peranti tergandeng-muatan|CCD]] (''charge-coupled devices'', peranti tergandeng-muatan).

{{Main|Astronomi ultraunguultraviolet}}

[[Ultraungu]] yaitu radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang lebih kurang 100 sampai 3.200 Å (10-320 &nbsp;nm).<ref name="cox2000"/> Cahaya dengan panjang seperti ini diserap oleh atmosfer Bumi, sehingga untuk mengamatinya harus dilakukan dari lapisan atmosfer bagian atas, atau dari luar atmosfer (ruang angkasa). Astronomi jenis ini cocok untuk mempelajari radiasi termal dan garis-garis spektrum pancaran dari bintang-bintang biru yang bersuhu sangat tinggi ([[Klasifikasi bintang|klasifikasi OB]]), sebab bintang-bintang seperti itu sangat cemerlang radiasi ultraungunya — penelitian seperti ini sering dilakukan dan mencakup bintang-bintang yang berada di galaksi-galaksi lain. Selain bintang-bintang OB, benda-benda langit yang kerap diamati melalui astronomi cabang ini antara lain [[Nebula planet|nebula-nebula planetplaneter]], [[Sisa supernova|sisa-sisa supernova]], atau inti-inti galaksi aktif. Diperlukan penyetelan yang berbeda untuk keperluan seperti demikian sebab cahayanya mudah tertelan oleh [[Debu antarbintang|debu-debu antarbintang]].<ref name="cox2000"/>

{{Main|Astronomi sinar- X}}

Benda-benda bisa memancarkan cahaya berpanjang gelombang [[sinar-X]] melalui [[Radiasi sinkrotron|pancaran sinkrotron]] (pancaran yang berasal dari elektron-elektron yang berkisar di sekeliling medan magnet) atau melalui pancaran termal [[Bremsstrahlung|gas pekat]] dan [[Benda hitam#radiasi|gas encer]] pada 10⁷ K.<ref name="cox2000"/> 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]], [[gugusan galaksi|gugus galaksi]], serta inti[[Inti galaksi aktif]] (AGN / ''Active Galactic Nucleus''.<ref name="cox2000"/>

|title=Cosmic Rays and Particle Physics|url=https://archive.org/details/cosmicrayspartic00gais|pages=1–2[https://archive.org/details/cosmicrayspartic00gais/page/n9 1]–2

|publisher=Cambridge University Press|isbn=0521339316}}</ref> DiPada masa yang akan datang, diharapkan akan ada [[detektor neutrino]] yang peka terhadap partikel-partikel yang lahir dari benturan sinar-sinar kosmik dan atmosfer.<ref name="cox2000"/>

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]], [[Amerika Serikat|AS]]. Tetapi astronomi seperti ini sulit, sebab [[gelombang gravitasional]] amat sukar untuk dideteksi.<ref>{{cite web|author = Tammann, G. A.; Thielemann, F. K.; Trautmann, D.|year = 2003|url = http://www.europhysicsnews.org/index.php?option=article&access=standard&Itemid=129&url=/articles/epn/abs/2003/02/epn03208/epn03208.html|title = Opening new windows in observing the Universe|publisher = Europhysics News|accessdate = 3 February 2010|archive-date = 2012-09-06|archive-url = https://archive.today/20120906192257/http://www.europhysicsnews.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&url=/articles/epn/abs/2003/02/epn03208/epn03208.html|dead-url = yes}}</ref>

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, tapitetapi 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.

Selama dekade 1990-an, teknik pengukuran [[goyangan bintang]] dalam astrometri digunakan untuk [[Metode deteksipendeteksian planet-planet luar suryaeksoplanet#Astrometri|mendeteksi]] keberadaan [[Planet luar suryaEksoplanet|planet-planet luar suryaekstrasurya]] yang mengelilingi bintang-bintang di dekat Matahari kita.<ref name="Wolszczan">{{cite journal| author=Wolszczan, A.; Frail, D. A.| title=A planetary system around the millisecond pulsar PSR1257+12| journal=Nature| year=1992| volume=355| issue=6356|pages=145–147| doi= 10.1038/355145a0| ref=harv| bibcode=1992Natur.355..145W}}</ref>

Terdapat banyak jenis-jenis metode dan peralatan yang bisa dimanfaatkan oleh seorang astronom teoretis, antara lain [[Model|model-model analitik]] (misalnya [[politrop]] untuk memperkirakan perilaku sebuah [[bintang]]) dan [[Analisis numerik|simulasi-simulasi numerik]] [[Komputasi|komputasionalkomputasi]]onal; 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.<ref>{{cite journal|first=H.|last=Roth|title=A Slowly Contracting or Expanding Fluid Sphere and its Stability|journal=Physical Review |volume=39|issue=3|pages=525–529|year=1932|doi=10.1103/PhysRev.39.525|ref=harv|bibcode = 1932PhRv...39..525R }}</ref><ref>{{cite book|first=A.S.|last=Eddington|title=Internal Constitution of the Stars|publisher=Cambridge University Press|year=1926|url=http://books.google.com/?id=hJW3JbhnFQMC&pg=PA182|isbn=9780521337083}}</ref>

| |<!-- C --> [[Alam semesta|Alam semesta yang mengembang]]

| |<!-- B --> [[Astronomi sinar X|Astronomi sinar-X]]

[[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.<ref name="Environmental issues : essential primary sources.">{{cite web|first = K. Lee|last=Lerner|coauthors = Lerner, Brenda Wilmoth.|year = 2006|url=http://catalog.loc.gov/cgi-bin/Pwebrecon.cgi?v3=1&DB=local&CMD=010a+2006000857&CNT=10+records+per+page|title = Environmental issues : essential primary sources.|publisher = Thomson Gale|accessdate = 11 September 2006}}</ref> Misalnya periode [[minimum Maunder]], yang sampai menyebabkan fenomena [[zaman es]] [[Zaman Es Kecil|kecil]] pada [[Abad Pertengahan]].<ref name="future-sun">{{cite web|author=Pogge, Richard W.|year=1997|url=http://www.astronomy.ohio-state.edu/~pogge/Lectures/vistas97.html|title=The Once & Future Sun|format=lecture notes|work=New Vistas in Astronomy|accessdate=3 February 2010}}</ref>

Cabang astronomi ini meneliti susunan [[planet]], [[Satelit alami|bulan]], [[planet katai]], [[komet]], [[asteroid]], serta benda-benda langit lain yang mengelilingi bintang, terutama Matahari, walau ilmu ini meliputi juga planet-planet luar suryaekstrasurya. [[Tata Surya]] kita sendiri sudah dipelajari secara mendalam — pertama-tama melalui teleskop dan kemudian menggunakan [[Wahana antariksa|wahana-wahana antariksa]] — sehingga pemahaman sekarang mengenai formasi dan evolusi sistem keplanetan ini sudah sangat baik, walaupun masih ada penemuan-penemuan baru yang terjadi.<ref name="geology">{{cite book|author=Bell III, J. F.; Campbell, B. A.; Robinson, M. S.|title=Remote Sensing for the Earth Sciences: Manual of Remote Sensing|publisher=John Wiley & Sons|edition = 3rd|year=2004|url=http://marswatch.tn.cornell.edu/rsm.html|accessdate = 23 August 2006}}</ref>

[[Berkas:dust.devil.mars.arp.750pix.jpg|thumbjmpl|Titik hitam di atas ialah sebuah [[setan debu]] (''dust devil'') yang tengah memanjat suatu kawah di [[Mars]]. Ini serupa dengan [[tornado]] yang berpilin dan berpindah-pindah, menghasilkan "ekor" yang panjang dan gelap. Citra oleh [[NASA]].]]

Tata Surya dibagi menjadi beberapa kelompok: planet-planet bagian dalam, [[sabuk asteroid]], dan planet-planet bagian luar. Planet-planet bagian dalam adalah [[Planet kebumian|planet-planet bersifat kebumian]] yaitu [[Merkurius]], [[Venus]], [[Bumi]] dan [[Mars]]. Planet-planet bagian luar adalah [[Raksasa gas|raksasa-raksasa gas]] Tata Surya yaitu [[YupiterJupiter]], [[Saturnus]], [[Uranus]], dan [[Neptunus]].<ref name="planets">{{cite web|author = Grayzeck, E.; Williams, D. R.| date = 11 May 2006|url=http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/|title = Lunar and Planetary Science|publisher = NASA|accessdate = 21 August 2006}}</ref> Apabila kita pergi lebih jauh lagi, maka akan ditemukan [[Objek trans-Neptunus|benda-benda trans-Neptunus]]: pertama [[sabuk Kuiper]] dan akhirnya [[awan Oort]] yang bisa membentang sampai satu tahun cahaya.

Terbentuknya planet-planet bermula pada sebuah [[cakram protoplanet]] yang mengitari Matahari pada periode-periode awalnya. Dari cakram ini terwujudlah gumpalan-gumpalan materi melalui proses yang melibatkan tarikan gravitasi, benturan, dan akresi; gumpalan-gumpalan ini kemudian lama-kelamaan menjadi kumpulan protoplanet.

Karena [[tekanan radiasi]] dari [[angin surya]] terus mendorong materi-materi yang belum menggumpal, hanya planet-planet yang massanya cukup besar yang mampu mempertahankan atmosfer berbentuk gas. Planet-planet muda ini terus menyapu dan memuntahkan materi-materi yang tersisa, menghasilkan sebuah periode penghancuran yang hebat. Sisa-sisa periode ini bisa dilihat melalui banyaknya [[Kawah tabrakan|kawah-kawah tabrakan]] di permukaan Bulan. Adapun dalam jangka waktu ini sebagian dari protoplanet-protoplanet yang ada mungkin bertabrakan satu sama lain; [[Hipotesis tubrukan raksasa|kemungkinan besar]] tabrakan seperti itulah yang melahirkan Bulan kita.<ref name="Montmerle2006">{{cite journal|last=Montmerle|first=Thierry|coauthors=Augereau, Jean-Charles; Chaussidon, Marc et al.|title=Solar System Formation and Early Evolution: the First 100 Million Years|journal=Earth, Moon, and Planets|volume=98|issue=1-4|publisher=Spinger|pages=39–95|year=2006|doi=10.1007/s11038-006-9087-5| bibcode=2006EM&P...98...39M|ref=harv}}</ref>

Panas di bagian dalam sebuah planet atau bulan datang dari benturan yang dihasilkan sendiri oleh planet/bulan tersebut, atau oleh materi-materi radioaktif (misalnya [[uranium]], [[torium]], atau [[Aluminium#Isotop|²⁶Al]]), atau [[pemanasan pasang surut]]. Beberapa planet dan bulan berhasil mengumpulkan cukup panas untuk menjalankan proses-proses geologis seperti [[vulkanisme]] dan aktivitas-aktivitas tektonik. Apabila planet/bulan tersebut juga memiliki [[atmosfer]], maka [[erosi]] pada permukaan (melalui angin atau air) juga dapat terjadi. Planet/bulan yang lebih kecil dan tanpa pemanasan pasang surut akan menjadi dingin lebih cepat dan kegiatan-kegiatan geologisnya akan berakhir, terkecuali pembentukan kawah-kawah tabrakan.<ref name="new solar system">{{cite book| editor=Beatty, J.K.; Petersen, C.C.; Chaikin, A.|title=The New Solar System|publisher=Cambridge press|url=http://books.google.com/?id=iOezyHMVAMcC&pg=PA70|page=70edition = 4th|year=1999|isbn =0-521-64587-5}}</ref>

Adapun nasib akhir sebuah bintang bergantung pula pada massa. Jika massanya lebih dari sekitar delapan kali lipat Matahari kita, maka gravitasi intinya akan runtuh dan menghasilkan sebuah [[supernova]];<ref>Harpaz, 1994, hal. 173–178</ref> jika tidak, akan menjadi [[nebula planet]], dan terus berevolusi menjadi sebuah [[katai putih]].<ref>Harpaz, 1994, hal. 111–118</ref> Yang tersisa setelah supernova meletus adalah sebuah [[bintang neutron]] yang sangat padat, atau, apabila materi sisanya mencapai tiga kali lipat massa Matahari, [[lubang hitam]].<ref name="Cambridge atlas">{{cite book|editor= Audouze, Jean; Israel, Guy|title=The Cambridge Atlas of Astronomy|url= https://archive.org/details/cambridgeatlasof0000unse|edition=3rd|publisher=Cambridge University Press|year=1994|isbn=0-521-43438-6}}</ref> [[Bintang biner|Bintang-bintang biner]] yang saling berdekatan evolusinya bisa lebih rumit lagi, misalnya, bisa terjadi pemindahan massa ke arah bintang rekannya yang dapat menyebabkan supernova.<ref>Harpaz, 1994, hal. 189–210</ref>

[[Berkas:Milky Way Spiral Arm.svg|rightka|thumbjmpl|Struktur lengan-lengan spiral [[Bima Sakti]] yang sudah teramati.]]

Pada pusat galaksi ialah bagian inti, semacam tonjolan berbentuk seperti batang; diyakini bahwa terdapat sebuah [[lubang hitam supermasif]] di bagian pusat ini. Bagian ini dikelilingi oleh empat lengan utama yang melingkar dari tengah menuju arah luar, dan isinya kaya akan fenomena-fenomena pembentukan bintang, sehingga memuat banyak bintang-bintang muda ([[Metalisitas|metalisitas populasi I]]). Cakram ini lalu diliputi oleh [[cincin galaksi]] yang berisi bintang-bintang yang lebih tua ([[Metalisitas|metalisitas populasi II]]) dan juga [[Gugusan bintang bola|gugusan-gugusan bintang berbentuk bola]] (''globular''), yaitu semacam kumpulan-kumpulan bintang yang relatif lebih padat.<ref>{{cite web|last = Ott|first = Thomas|date = 24 August 2006|url = http://www.mpe.mpg.de/ir/GC/index.php|title = The Galactic Centre|publisher = Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik|accessdate = 8 September 2006|archive-date = 2004-09-25|archive-url = https://web.archive.org/web/20040925044354/http://www.mpe.mpg.de/ir/GC/index.php|dead-url = yes}}</ref>

Daerah di antara bintang-bintang disebut [[medium antarbintang]], yaitu daerah dengan kandungan materi yang jarang — bagian-bagiannya yang relatif terpadat adalah [[Awan molekul|awan-awan molekul]] berisi [[hidrogen]] dan unsur lainnya, tempat di mana banyak bintang baru akan lahir. Awalnya akan terbentuk sebuah [[inti pra-bintang]] atau [[nebula gelap]] yang merapat dan kemudian runtuh (dalam volume yang ditentukan oleh [[panjang Jeans]]) untuk membangun protobintang.<ref name=Smith2004>{{cite book|first=Michael David|last=Smith|year=2004| pages=53–86|title=The Origin of Stars|chapter=Cloud formation, Evolution and Destruction| publisher=Imperial College Press|isbn=1860945015 |url=http://books.google.com/?id=UVgBoqZg8a4C&dq}}</ref>

Ketika sudah banyak bintang besar yang muncul, mereka akan mengubah awan molekul menjadi awan [[daerah H II]], yaitu awan dengan gas berpijar dan plasma. Pada akhirnya [[Angin bintang|angin]] serta ledakan supernova yang berasal dari bintang-bintang ini akan memencarkan awan yang tersisa, biasanya menghasilkan sebuah (atau lebih dari satu) [[Gugusan terbuka|gugusan bintang terbuka]] yang baru. Gugusan-gugusan ini lambat laun berpendar, dan bintang-bintangnya bergabung dengan Bima Sakti.<ref>{{cite book|first=Michael David|last=Smith|year=2004| pages=185–199|title=The Origin of Stars|chapter=Massive stars|publisher=Imperial College Press|isbn=1860945015 |url=http://books.google.com/?id=UVgBoqZg8a4C&dq}}</ref>

Sejumlah penelitian kinematika berkenaan dengan materi-materi di Bima Sakti (dan galaksi lainnya) menunjukkan bahwa materi-materi yang tampak massanya kurang dari massa seluruh galaksi. Ini menandakan terdapat apa yang disebut [[materi gelap]] yang bertanggung jawab atas sebagian besar massa keseluruhan, tapitetapi banyak hal yang belum diketahui mengenai materi misterius ini.<ref>{{cite journal|author=Van den Bergh, Sidney|title=The Early History of Dark Matter|journal=Publications of the Astronomy Society of the Pacific|year=1999|volume=111|issue=760|pages=657–660|url=http://www.journals.uchicago.edu/doi/full/10.1086/316369|doi=10.1086/316369|ref=harv|arxiv = astro-ph/9904251 |bibcode = 1999PASP..111..657V}}{{Pranala mati|date=Maret 2022 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }}</ref>

Galaksi-galaksi tak beraturan bentuknya kacau dan tidak menyerupai bangun tertentu seperti spiral atau elips. Kira-kira seperempat dari galaksi-galaksi tergolong tak beraturan, barangkali disebabkan oleh interaksi gravitasi.

Sebuah galaksi dikatakan aktif apabila memancarkan jumlah energi yang signifikan dari sumber selain bintang-bintang, debu, atau gas; juga, apabila sumber tenaganya berasal dari daerah padat di sekitar inti — kemungkinan sebuah lubang hitam supermasif yang memancarkan radiasi benda-benda yang ia telan.

Struktur skala besar dari alam semesta sekarang digambarkan sebagai kumpulan dari grup-grup dan gugusan-gugusan galaksi. Struktur ini diklasifikasi lagi dalam sebuah hierarki pengelompokan; yang terbesar adalah [[maha-gugusan]] (''supercluster''). Kemudian kelompok-kelompok ini disusun menjadi [[Filamen galaksi|filamen-filamen]] dan dinding-dinding galaksi, dengan [[kehampaan]] di antara mereka.<ref name="evolving universe">{{cite book|first=Michael|last=Zeilik|title=Astronomy: The Evolving Universe|url=https://archive.org/details/astronomyevolvin0000zeil|edition=8th|publisher=Wiley|year=2002|isbn=0-521-80090-0}}</ref>

Pengamatan atas struktur skala besar alam semesta, yaitu cabang yang dikenal sebagai [[kosmologi fisik]], telah menyumbangkan pemahaman yang mendalam tentang formasi dan evolusi jagat raya. Salah satu teori yang paling penting (dan sudah diterima luas) adalah teori [[Dentuman Besar]], yang menyatakan bahwa dunia bermula pada satu titik dan mengembang selama 13,7 miliar tahun sampai ke masa sekarang.<ref name=Dodelson2003/> Gagasan ini bisa dilacak kembali pada penemuan [[radiasi latar belakang gelombang mikro kosmis]] pada tahun 1965.<ref name=Dodelson2003>{{cite book|last=Dodelson|first=Scott|title=Modern cosmology|url=https://archive.org/details/moderncosmology00dode|year=2003|isbn=9780122191411|publisher=[[Academic Press]]|pages=1–22[https://archive.org/details/moderncosmology00dode/page/n15 1]–22}}</ref>

Benda-benda lain yang memegang peranan penting dalam struktur alam semesta adalah [[materi gelap]] dan [[energi gelap]]. Benda-benda inilah yang ternyata merupakan komponen utama dunia kita, di mana massa mereka mencapai 96% dari massa keseluruhan alam semesta. Oleh sebab itu, upaya-upaya terus dibuat untuk meneliti dan memahami segi fisika benda-benda ini.<ref>{{cite web|last = Preuss|first = Paul|url = http://www.lbl.gov/Science-Articles/Archive/dark-energy.html|title = Dark Energy Fills the Cosmos|publisher = U.S. Department of Energy, Berkeley Lab|accessdate = 8 September 2006|archive-date = 2006-08-11|archive-url = https://web.archive.org/web/20060811215815/http://www.lbl.gov/Science-Articles/Archive/dark-energy.html|dead-url = yes}}</ref>

Astronomi dan astrofisika telah mengambangkan hubungan yang kuat dengan cabang-cabang ilmu pengetahuan lainnya. Misalnya [[arkeoastronomi]], yang mempelajari astronomi kuno atau tradisional dalam konteks budaya masing-masing mempergunakan bukti-bukti [[Arkeologi|arkeologisarkeologi]]s dan [[Antropologi|antropologisantropologi]]s. Atau [[astrobiologi]], kali ini mempelajari kelahiran dan perkembangan sistem-sistem biologis di alam semesta; terutama sekali pada topik kehidupan di planet lain.

[[Berkas:Telescope trailer 22.jpg|rightka|thumbjmpl|uprightlurus|Astronom amatir bisa membangun peralatan mereka sendiri dan menyelenggarakan pesta-pesta dan pertemuan astronomi, contohnya komunitas [[Stellafane]].]]

|ref = harv|bibcode = 1999Sci...284...55M }}</ref> Secara keseluruhan, astronom-astronom amatir mengamati berbagai benda dan fenomena angkasa, terkadang bahkan dengan [[Pembuatan teleksop amatir|peralatan yang mereka buat sendiri]]. Yang jamak diamati yaitu Bulan, planet, bintang, komet, hujan meteor, dan [[ObyekObjek langit dalam|benda-benda langit dalam]] seperti gugusan bintang, galaksi, dan nebula. Salah satu cabang astronomi amatir adalah [[astrofotografi]] amatir, yang melibatkan mengambilan foto-foto langit malam. Banyak yang memilih menjadi astrofotografer yang berspesialis dalam obyekobjek atau peristiwa tertentu.<ref>{{cite web|url=http://www.amsmeteors.org/|title = The Americal Meteor Society|accessdate = 24 August 2006}}</ref><ref>{{cite web|first=Jerry|last=Lodriguss|url=http://www.astropix.com/|title = Catching the Light: Astrophotography|accessdate = 24 August 2006}}</ref>

Kebanyakan astronom amatir bekerja dalam astronomi optikal, walau sebagian kecil ada juga yang mencoba bereksperimen dengan panjang gelombang di luar cahaya tampak, misalnya dengan penyaring inframerah pada teleskop biasa, atau penggunaan teleskop radio. Pelopor radio astronomi amatir adalah [[Karl Jansky]], yang memulai kegiatan ini pada dekade 1930-an. Amatir jenis seperti Jansky ini memakai teleskop buatan sendiri atau teleskop radio profesional yang sekarang sudah boleh diakses oleh amatir seperti halnya [[Teleskop Satu Mil]] (''One-Mile Telescope'').<ref>{{cite web|author=Ghigo, F.|date = 7 February 2006|url=http://www.nrao.edu/whatisra/hist_jansky.shtml|title = Karl Jansky and the Discovery of Cosmic Radio Waves|publisher = National Radio Astronomy Observatory|accessdate = 24 August 2006}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.users.globalnet.co.uk/~arcus/cara/|title = Cambridge Amateur Radio Astronomers|accessdate = 24 August 2006}}</ref>

* Apakah asal usul spektrum massa bintang? Maksudnya, mengapa astronom terus mengamati persebaran massa yang sama — yaitu, [[fungsi massa awal]] yang sama — walaupun keadaan awal terwujudnya bintang-bintang berbeda-beda?<ref>{{cite journal

* Adakah wujud [[Kehidupan ekstraterestrial|kehidupan lain di alam semesta]]? Adakah wujud kehidupan ''cerdas'' lain di alam semesta? Kalau ada, apa jawaban dari [[paradoks Fermi]]? Apabila ada kehidupan lain di luar Bumi, implikasinya, baik ilmiah maupun filosofis, sangat penting.<ref>{{cite web

* Apa yang menyebabkan terbentuknya alam semesta? Apakah premis yang melandasi hipotesis "[[alam semesta yang tertala dengan baik]]" (''fine-tuned universe'') tepat? Apabila tepat, apakah ada semacam [[Seleksi Alam Kosmologis|seleksi alam dalam skala kosmologis]]? Apa sebenarnya yang menyebabkan [[inflasi kosmik]] dini, sehingga alam menjadi homogen? Kenapa terdapat [[asimetri barion]] di alam semesta?

* Apa hakikat sebenarnya dari [[materi gelap]] dan [[energi gelap]]? Mereka telah mendominasi proses perkembangan dan, pada akhirnya, nasib dari jagat raya, tapitetapi sifat-sifat mendasar mereka tetap belum dipahami.<ref name="physics questions">{{cite web
|url = http://www.pnl.gov/energyscience/01-02/11-questions/11questions.htm

|title = 11 Physics Questions for the New Century

|accessdate = 12 August 2006
|archiveurl = httphttps://web.archive.org/web/20060203152634/http://www.pnl.gov/energyscience/01-02/11-questions/11questions.htm
|archivedate = 32006-02-03
|dead-url February= 2006yes
}}</ref> Apa yang akan terjadi di [[Akhir alam semesta|penghujung waktu]]?<ref>{{cite web

* Bagaimana galaksi-galaksi pertama terbentuk? Bagaimana lubang-lubang hitam supermasif terbentuk?

* Apa yang menghasilkan [[sinar kosmik berenergi ultra-tinggiultratinggi]]?

* [[AstronotAstronaut]]

* {{cite book| first=George |last=Forbes|title=History of Astronomy|publisher=Plain Label Books|location=London| year=1909|isbn=1603031596}} Bisa didapat melalui [http://www.gutenberg.org/etext/8172 Project Gutenberg], [http://books.google.com/books?id=hcLXcpUDqPgC&printsec=frontcover Google books]

* {{cite book

* [http://www.lapan.go.id/ Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110421183755/http://lapan.go.id/ |date=2011-04-21 }}

* [http://www.noao.edu/ National Optical Astronomy Observatories] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/19970129013230/http://www.noao.edu/ |date=1997-01-29 }}

* [http://www.hia-iha.nrc-cnrc.gc.ca/ Herzberg Institute of Astrophysics] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20040124051103/http://www.hia-iha.nrc-cnrc.gc.ca/ |date=2004-01-24 }}

* [http://ciclops.lpl.arizona.edu/ Cassini Imaging Laboratory]