Astronomi

Astronomi ialah cabang ilmu alam yang melibatkan pengamatan benda-benda langit (seperti halnya bintang, planet, komet, nebula, gugus bintang, atau galaksi) serta fenomena-fenomena alam yang terjadi di luar atmosfer Bumi (misalnya radiasi latar belakang kosmik (radiasi CMB)). Ilmu ini secara pokok mempelajari pelbagai sisi dari benda-benda langit — seperti asal-usul, sifat fisika/kimia, meteorologi, dan gerak — dan bagaimana pengetahuan akan benda-benda tersebut menjelaskan pembentukan dan perkembangan alam semesta.

Astronomi sebagai ilmu adalah salah satu yang tertua, sebagaimana diketahui dari artifak-artifak astronomis yang berasal dari era prasejarah; misalnya monumen-monumen dari Mesir dan Nubia, atau Stonehenge yang berasal dari Britania. Orang-orang dari peradaban-peradaban awal semacam Babilonia, Yunani, Cina, India, dan Maya juga didapati telah melakukan pengamatan yang metodologis atas langit malam. Akan tetapi meskipun memiliki sejarah yang panjang, astronomi baru dapat berkembang menjadi cabang ilmu pengetahuan modern melalui penemuan teleskop.

Cukup banyak cabang-cabang ilmu yang pernah turut disertakan sebagai bagian dari astronomi, dan apabila diperhatikan, sifat cabang-cabang ini sangat beragam: dari astrometri, pelayaran berbasis angkasa, astronomi observasional, sampai dengan penyusunan kalender dan astrologi. Meski demikian, dewasa ini astronomi profesional dianggap identik dengan astrofisika.

Pada abad ke-20, astronomi profesional terbagi menjadi dua cabang: astronomi observasional dan astronomi teoretis. Yang pertama melibatkan pengumpulan data dari pengamatan atas benda-benda langit, yang kemudian akan dianalisis menggunakan prinsip-prinsip dasar fisika. Yang kedua 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 — astronomi teoretis berusaha untuk menerangkan hasil-hasil pengamatan astronomi observasional, dan astronomi observasional kemudian akan mencoba untuk membuktikan kesimpulan yang dibuat oleh astronomi teoretis.

Astronom-astronom amatir telah dan terus berperan penting dalam banyak penemuan-penemuan astronomis, menjadikan astronomi salah satu dari hanya sedikit ilmu pengetahuan di mana tenaga amatir masih memegang peran aktif, terutama pada penemuan dan pengamatan fenomena-fenomena sementara.

Astronomi harus dibedakan dari astrologi, yang merupakan kepercayaan bahwa nasib dan urusan manusia berhubungan dengan letak benda-benda langit seperti bintang atau rasinya. Memang betul bahwa dua bidang ini memiliki asal-usul yang sama, namun pada saat ini keduanya sangat berbeda.

Sejarah

Pada awalnya, astronomi hanya melibatkan pengamatan beserta prediksi atas gerak-gerik benda-benda langit yang terlihat dengan mata telanjang. Pada beberapa situs seperti Stonehenge, peradaban-peradaban awal juga menyusun artifak-artifak yang diduga memiliki kegunaan astronomis. Observatorium-observatorium purba ini jamaknya bertujuan seremonial, namun dapat juga dimanfaatkan untuk menentukan musim, cuaca, dan iklim — sesuatu yang wajib diketahui apabila ingin bercocok tanam — atau memahami panjang tahun .
Sebelum ditemukannya peralatan seperti teleskop, penelitian harus dilakukan dari atas bangunan-bangunan atau dataran yang tinggi, semua dengan mata telanjang. Seiring dengan berkembangnya peradaban, terutama di Mesopotamia, Cina, Mesir, Yunani, India, dan Amerika Tengah, orang-orang mulai membangun observatorium dan gagasan-gagasan mengenai sifat-sifat semesta mulai ramai diperiksa. Umumnya, astronomi awal disibukkan dengan pemetaan letak-letak bintang dan planet (sekarang disebut astrometri), kegiatan yang akhirnya melahirkan teori-teori tentang pergerakan benda-benda langit dan pemikiran-pemikiran filosofis untuk menjelaskan asal-usul Matahari, Bulan, dan Bumi. Bumi kemudian dianggap sebagai pusat jagat raya, sedang Matahari, Bulan, dan bintang-bintang berputar mengelilinginya; model semacam ini dikenal sebagai model geosentris, atau sistem Ptolemaik (dari nama astronom Romawi-Mesir Ptolemaus)

Dimulainya astronomi yang berdasarkan perhitungan matematis dan ilmiah dulu dipelopori oleh orang-orang Babilonia. Mereka menemukan bahwa gerhana bulan memiliki sebuah siklus yang teratur, disebut siklus saros. Mengikuti jejak astronom-astronom Babilonia, kemajuan demi kemajuan kemudian berhasil dicapai oleh komunitas astronomi Yunani Kuno dan negeri-negeri sekitarnya. Astronomi Yunani sedari awal memang bertujuan untuk menemukan penjelasan yang rasional dan berbasis fisika untuk fenomena-fenomena angkasa. Pada abad ke-3 SM, Aristarkhos dari Samos melakukan perhitungan atas ukuran Bumi serta jarak antara Bumi dan Bulan, dan kemudian mengajukan model Tata Surya yang heliosentris — pertama kalinya dalam sejarah. Pada abad ke-2 SM, Hipparkhos berhasil menemukan gerak presesi, juga menghitung ukuran Bulan dan Matahari serta jarak antara keduanya, sekaligus membuat alat-alat penelitian astronomi paling awal seperti astrolab. Mayoritas penyusunan rasi bintang di belahan utara sekarang masih didasarkan atas susunan yang diformulasikan olehnya melalui katalog yang waktu itu mencakup 1.020 bintang. Mekanisme Antikythera yang terkenal (ca. 150-80 SM) juga berasal dari periode yang sama: komputer analog yang digunakan untuk menghitung letak Matahari/Bulan/planet-planet pada tanggal tertentu ini merupakan barang paling kompleks dalam sejarah sampai abad ke-14, ketika jam-jam astronomi mulai bermunculan di Eropa .

Di Eropa sendiri selama Abad Pertengahan astronomi sempat mengalami kebuntuan dan stagnansi. Sebaliknya, perkembangan pesat terjadi di dunia Islam dan beberapa peradaban lainnya, ditandai dengan dibangunnya observatorium-observatorium di belahan dunia sana pada awal abad ke-9. Pada tahun 964, astronom Persia Al-Sufi menemukan Galaksi Andromeda (galaksi terbesar di Grup Lokal) dan mencatatnya dalam Book of Fixed Stars (Kitab Suwar al-Kawakib). Supernova SN 1006, ledakan bintang paling terang dalam catatan sejarah, berhasil diamati oleh astronom Mesir Ali bin Ridwan dan sekumpulan astronom Cina yang terpisah pada tahun yang sama (1006 M). Astronom-astronom besar dari era Islam ini kebanyakan berasal dari Persia dan Arab, termasuk Al-Battani, Tsabit bin Qurrah, Al-Sufi, Ibnu Balkhi, Al-Biruni, Al-Zarqali, Al-Birjandi, serta astronom-astronom dari observatorium-observatorium di Maragha dan Samarkand. Melalui era inilah nama-nama bintang yang berdasarkan bahasa Arab diperkenalkan. Reruntuhan-reruntuhan di Zimbabwe Raya dan Timbuktu juga kemungkinan sempat memiliki bangunan-bangunan observatorium melemahkan keyakinan sebelumnya bahwa tidak ada pengamatan astronomis di daerah sub-Sahara sebelum era kolonial .

 

Astronomi observasional

Seperti diketahui, astronomi memerlukan informasi tentang benda-benda langit, dan sumber informasi yang paling utama sejauh ini adalah radiasi elektromagnetik, atau lebih spesifiknya, cahaya tampak. Astronomi observasional bisa dibagi lagi menurut daerah-daerah spektrum elektromagnetik yang diamati: sebagian dari spektrum tersebut bisa diteliti melalui permukaan Bumi, sementara bagian lain hanya bisa dijangkau dari ketinggian tertentu atau bahkan hanya dari ruang angkasa. Keterangan lebih lengkap tentang pembagian-pembagian ini bisa dilihat di bawah .

Astronomi radio

Astronomi observasional jenis ini mengamati radiasi dengan panjang gelombang yang lebih dari satu milimeter (perkiraan).Berbeda dengan jenis-jenis lainnya, astronomi observasional tipe radio mengamati gelombang-gelombang yang bisa diperlakukan selayaknya gelombang, bukan foton-foton yang diskrit. Dengan demikian pengukuran fase dan amplitudonya relatif lebih gampang apabila dibandingkan dengan gelombang yang lebih pendek.

Gelombang radio bisa dihasilkan oleh benda-benda astronomis melalui pancaran termal, namun sebagian besar pancaran radio yang diamati dari Bumi adalah berupa radiasi sinkrotron, yang diproduksi ketika elektron-elektron berkisar di sekeliling medan magnet. Sejumlah garis spektrum yang dihasilkan dari gas antarbintang (misalnya garis spektrum hidrogen pada 21 cm) juga dapat diamati pada panjang gelombang radio.
Beberapa contoh benda-benda yang bisa diamati oleh astronomi radio: supernova, gas antarbintang, pulsar, dan inti galaksi aktif (AGN - active galactive nucleus).

 

Astronomi inframerah

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 cakram-cakram pengitar bintang. Apabila radiasinya memiliki gelombang yang cenderung lebih panjang, ia dapat pula membantu para astronom mengamati bintang-bintang muda pada awan-awan molekul dan inti-inti galaksi — sebab radiasi seperti itu mampu menembus debu-debu yang menutupi dan mengaburkan pengamatan astronomis.Astronomi inframerah juga bisa dimanfaatkan untuk mempelajari struktur kimia benda-benda angkasa, karena beberapa molekul memiliki pancaran yang kuat pada panjang gelombang ini. Salah satu kegunaannya yaitu mendeteksi keberadaan air pada komet-komet . 

Astronomi optikal

Dikenal juga sebagai astronomi cahaya tampak, astronomi optikal mengamati radiasi elektromagnetik yang tampak oleh mata telanjang manusia. Oleh sebab itu, ini merupakan cabang yang paling tua, karena tidak memerlukan peralatan. 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 CCD (charge-coupled devices, peranti tergandeng-muatan).

Cahaya tampak sebagaimana diketahui memiliki panjang dari 4.000 Å sampai 7.000 Å (400-700 nm). Namun demikian, alat-alat pengamatan yang dipakai untuk mengamati panjang gelombang demikian dipakai pula untuk mengamati gelombang hampir-ultraungu dan hampir-inframerah.

Astronomi ultraungu

Ultraungu yaitu radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang lebih kurang 100 sampai 3.200 Å (10-320 nm). 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 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-nebula planet, sisa-sisa supernova, atau inti-inti galaksi aktif. Diperlukan penyetelan yang berbeda untuk keperluan seperti demikian sebab cahayanya mudah tertelan oleh debu-debu antarbintang.

Astronomi sinar-X

Benda-benda bisa memancarkan cahaya berpanjang gelombang sinar-X melalui pancaran sinkrotron (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 ganda sinar-X (X-ray binary), pulsar, sisa-sisa supernova, galaksi elips, gugusan galaksi, serta inti galaksi aktif.

 

Cabang-cabang spesifik

Astronomi surya

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 milyar 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.
Permukaan luar Matahari yang bisa kita lihat disebut fotosfer. Di atasnya ada lapisan tipis yang biasanya tidak terlihat karena terangnya fotosfer, yaitu kromosfer. Di atasnya lagi ada lapisan transisi di mana suhu bisa naik secara cepat, dan di atasnya terdapatlah korona yang sangat panas.
Di tengah-tengah Matahari ialah daerah inti; ada tingkat suhu dan tekanan yang cukup di sini sehingga fusi nuklir dapat terjadi. Di atasnya terdapat zona radiatif; di sini plasma akan menghantarkan panas melalui proses radiasi. Di atas zona radiatif adalah zona konvektif; materi gas di zona ini akan menghantarkan energi sebagian besar lewat pergerakan materi gas itu sendiri. Zona inilah yang dipercaya sebagai sumber aktivitas magnetis penghasil bintik-bintik Matahari.
Terdapat angin surya berupa partikel-partikel plasma yang bertiup keluar dari Matahari secara terus-menerus sampai mencapai titik heliopause. Angin ini bertemu dengan magnetosfer Bumi dan membentuk sabuk-sabuk radiasi Van Allen dan — di mana garis-garis medan magnet Bumi turun menujur atmosfer — menghasilkan aurora

Ilmu keplanetan

Cabang astronomi ini meneliti susunan planet, bulan, planet katai, komet, asteroid, serta benda-benda langit lain yang mengelilingi bintang, terutama Matahari, walau ilmu ini meliputi juga planet-planet luar surya. Tata Surya kita sendiri sudah dipelajari secara mendalam — pertama-tama melalui teleskop dan kemudian menggunakan wahana-wahana antariksa — sehingga pemahaman sekarang mengenai formasi dan evolusi sistem keplanetan ini sudah sangat baik, walaupun masih ada penemuan-penemuan baru yang terjadi.

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-planet bersifat kebumian yaitu Merkurius, Venus, Bumi dan Mars. Planet-planet bagian luar adalah raksasa-raksasa gas Tata Surya yaitu Yupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus. Apabila kita pergi lebih jauh lagi, maka akan ditemukan 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-kawah tabrakan di permukaan Bulan. Adapun dalam jangka waktu ini sebagian dari protoplanet-protoplanet yang ada mungkin bertabrakan satu sama lain; kemungkinan besar tabrakan seperti itulah yang melahirkan Bulan kita.
Ketika suatu planet mencapai massa tertentu, materi-materi dengan massa jenis yang berlainan mulai saling memisahkan diri dalam proses yang disebut diferensiasi planet. Proses demikian bisa menghasilkan inti yang berbatu-batu atau terdiri dari materi-materi logam, diliputi oleh lapisan mantel dan lalu permukaan luar. Inti planet ini bisa terbagi menjadi daerah-daerah yang padat dan cair, dan beberapa mampu menghasilkan medan magnet mereka sendiri, sehingga planet dapat terlindungi dari angin surya.
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 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

 Astronomi bintang

Untuk memahami alam semesta, penelitian atas bintang-bintang dan bagaimana mereka berevolusi sangatlah fundamental. Astrofisika yang berkenaan dengan bintang sendiri bisa diketahui baik lewat segi pengamatan maupun segi teoretis, serta juga melalui simulasi komputer.
Bintang terbentuk pada awan-awan molekul raksasa, yaitu daerah-daerah yang padat akan debu dan gas. Ketika kehilangan kestabilannya, serpihan-serpihan dari awan-awan ini bisa runtuh di bawah gaya gravitasi dan membentuk protobintang. Apabila bagian intinya mencapai kepadatan dan suhu tertentu, fusi nuklir akan dipicu dan akan terbentuklah sebuah bintang deret utama.

Nyaris semua unsur yang lebih berat dari hidrogen dan helium merupakan hasil dari proses yang terjadi di dalam inti bintang-bintang.
Ciri-ciri yang akan dimiliki oleh suatu bintang secara garis besar ditentukan oleh massa awalnya: semakin besar massanya, maka semakin tinggi pula luminositasnya, dan semakin cepat pula ia akan menghabiskan bahan bakar hidrogen pada inti. Lambat laun, bahan bakar hidrogen ini akan diubah menjadi helium, dan bintang yang bersangkutan akan mulai berevolusi. Untuk melakukan fusi helium, diperlukan suhu inti yang lebih tinggi, oleh sebab itu intinya akan semakin padat dan ukuran bintang pun berlipat ganda — bintang ini telah menjadi sebuah raksasa merah. Fase raksasa merah ini relatif singkat, sampai bahan bakar heliumnya juga sudah habis terpakai. Kalau bintang tersebut memiliki massa yang sangat besar, maka akan dimulai fase-fase evolusi di mana ia semakin mengecil secara bertahap, sebab terpaksa melakukan fusi nuklir terhadap unsur-unsur yang lebih berat.
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; jika tidak, akan menjadi nebula planet, dan terus berevolusi menjadi sebuah katai putih. Yang tersisa setelah supernova meletus adalah sebuah bintang neutron yang sangat padat, atau, apabila materi sisanya mencapai tiga kali lipat massa Matahari, lubang hitam. Bintang-bintang ganda yang saling berdekatan evolusinya bisa lebih rumit lagi, misalnya, bisa terjadi pemindahan massa ke arah bintang rekannya yang dapat menyebabkan supernova .
Nebula-nebula planet dan supernova-supernova diperlukan untuk proses distribusi logam di medium antarbintang; kalau tidak demikian, seluruh bintang-bintang baru (dan juga sistem-sistem planet mereka) hanya akan tersusun dari hidrogen dan helium saja.
  

Astronomi galaksi

Tata Surya kita beredar di dalam Bima Sakti, sebuah galaksi spiral berpalang di Grup Lokal. Ia merupakan salah satu yang paling menonjol di kumpulan galaksi tersebut. Bima Sakti merotasi materi-materi gas, debu, bintang, dan benda-benda lain, semuanya berkumpul akibat tarikan gaya gravitasi bersama. Bumi sendiri terletak pada sebuah lengan galaksi berdebu yang ada di bagian luar, sehingga banyak daerah-daerah Bima Sakti yang tidak terlihat.

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 populasi I). Cakram ini lalu diliputi oleh cincin galaksi yang berisi bintang-bintang yang lebih tua (metalisitas populasi II) dan juga gugusan-gugusan bintang berbentuk bola (globular), yaitu semacam kumpulan-kumpulan bintang yang relatif lebih padat.
Daerah di antara bintang-bintang disebut medium antarbintang, yaitu daerah dengan kandungan materi yang jarang — bagian-bagiannya yang relatif terpadat adalah 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.

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 serta ledakan supernova yang berasal dari bintang-bintang ini akan memencarkan awan yang tersisa, biasanya menghasilkan sebuah (atau lebih dari satu) gugusan bintang terbuka yang baru. Gugusan-gugusan ini lambat laun berpendar, dan bintang-bintangnya bergabung dengan Bima Sakti.

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, tapi banyak hal yang belum diketahui mengenai materi misterius ini

Penelitian-penelitian interdisipliner

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 arkeologis dan antropologis. Atau astrobiologi, kali ini mempelajari kelahiran dan perkembangan sistem-sistem biologis di alam semesta; terutama sekali pada topik kehidupan di planet lain.
Ada juga cabang yang meneliti zat-zat kimia yang ditemukan di luar angkasa; bagaimana mereka terwujud, berperilaku, dan terhancurkan. Ini dinamakan astrokimia. Zat-zat yang hendak dipelajari biasanya ditemukan pada awan molekul, walau ada juga yang terdapat di bintang bersuhu rendah, katai coklat, atau planet. Lalu kosmokimia, ilmu serupa yang lebih mengarah ke penelitian unsur-unsur dan variasi-variasi rasio isotop pada Tata Surya. Ilmu-ilmu ini bisa menggambarkan persinggungan dari ilmu-ilmu astronomi dan kimia. Bahkan sekarang ada astronomi forensik, di mana metode-metode astronomi dipakai untuk memecahkan masalah-masalah hukum dan sejarah.

Astronomi amatir

 Sebagaimana disebutkan, astronomi ialah salah satu dari sedikit cabang ilmu di mana tenaga amatir dapat berkontribusi banyak. Secara keseluruhan, astronom-astronom amatir mengamati berbagai benda dan fenomena angkasa, terkadang bahkan dengan peralatan yang mereka buat sendiri. Yang jamak diamati yaitu Bulan, planet, bintang, komet, hujan meteor, dan 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 obyek atau peristiwa tertentu.
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).
Sumbangsih astronom amatir tidak sepele, sebab banyak hal — seperti pengkuran okultasi guna mempertajam catatan garis edar planet-planet kecil — bergantung pada pekerjaan astronomi amatir. Para amatir dapat pula menemukan komet atau melakukan penelitian rutin atas bintang-bintang ganda. Seiring dengan perkembangan teknologi digital, astrofotografi amatir juga semakin efektif dan semakin giat memberikan sumbangan ilmu.