Hemeretzigarren mendera arteko astronomiaren garapena eta lortutako ezagutza-corpusa bi atal nagusitan antolatuta zeuden: posizio-astronomia eta zerutar mekanika. Astronomia behaketa bidez garatutako zientzia izanik, behaketa-tresneria faktore erabakigarria izan da zientzia honen historian. Hala, tresneria ezaguna hobetzeak, eta zer esanik ez, berria sortzeak jauzi kualitatiboak eragin ditu astronomiaren aurrerabidean. Horren adibide ditugu XIX. mendeaz geroztik lortutako aurrerapenak; hasiera batean, tresna eta teknika espektroskopikoen erabilerari esker erdietsi ziren.

Argiaren analisi-teknika horiek edozein argi-iturrik igorritako argia deskonposatzen dute, eta haren espektroa ematen dute. Marra argi eta ilunez osatutako espektro horiek argi-iturriari eta argiaren sorrera-prozesuari buruzko informazio aberatsa lortzeko bidea eskaintzen dute. Badakigu, adibidez, elementu kimiko bakoitzak berau identifikatzen duen espektroa duela. Hots, zuzeneko analisirik egin ezin bada ere, zeruko objektuen osagaiei eta propietate fisiko eta kimikoei buruzko informazioa lor daiteke. Izan ere, XIX. mendearen bukaeran, gas beroen espektroak Eguzkitik jasotako argiaren espektroarekin erkatuz, baieztatu zen Eguzkian aurkitutako elementuak Lurrean bertan ezagutzen genituenak zirela (bitxikeria gisa esan daiteke helioa Eguzkian aurkitu zela Lurrean baino lehenago). Horrek guztiak ireki zuen astrofisikaren garapenerako bidea.

Astrofisika, bada, fisika eta kimikaren ezagupenak aplikatuz, zeruko gorputzen izaera eta horien arteko interakzioak aztertzen dituen zientzia da. Hortaz, astrofisikaren aztergai nagusiak izarrak, izarrarteko materia eta galaxiak dira, baina ez ditugu ahaztu behar planetak, kometak eta abar.

"Izaera" esatean zera esan nahi da: zeruko gorputzak nola sortu edo eratzen diren, nola eboluzionatzen duten eta zein bukaera-modu duten. Gainera, zeruko gorputzen igorpena denez informazio-iturri ia bakarra, erradiazioaren igorpen-prozesuak ere sakonki aztertzen ditu astrofisikak. Agian esan daiteke paradigmatikoa dela astrofisikaren arloan izarren sorrera, eboluzioa eta heriotza-moduak (izar nano zuriak, neutroi-izarrak edo zulo beltzak sortuz) azaltzen dituen teoria. Baina, orobat, aipatu behar dira izarrarteko inguruneari eta  hainbat galaxia-moten dinamika, egitura, sorrera eta eboluzioari, eta galaxia aktibo eta kuasarrei buruz pilatutako ezagutza.

Bestalde, astrofisika kosmologiaren oinarri ere bada, izan ere, arlo erabat espekulatiboa izatetik zientziaren metodologiaz lantzera igaro zen, astrofisikaren esparruan lortutako hainbat emaitzei esker, hala nola galaxien espektroaren gorriranzko lerrakuntzaren aurkikuntzari esker, zeinek unibertsoaren hedakuntza frogatzen duen. Arazo honekin eta galaxien dinamikarekin lotuta, gaur egun puri-purian daude materia iluna eta energia ilunaren gaiak.

Baina ezagutza esperimental eta teoriko hori guztia eta astrofisikak lortu duen arrakasta ez ziratekeen posible izango gorago aipatu dugun espektro elektromagnetikoko esparru optikoa bakarrik aztertu izan balitz. XX. mendean, irrati-uhinak jasotzen dituzten irrati-teleskopioak eraiki ziren, eta espektroko beste arlo guztietako erradiazioak jaso ditzaketen detektagailu-aukera zabala ere diseinatu zen.

Jakina denez, Lurraren atmosferak ez du espektroko erradiazio guztia pasatzen uzten. Lurrazalean, erradiazio ultramore hurbila, optikoa, infragorriko esparru estu batzuetakoa eta irrati-uhinak baino ez dira jasotzen. Nabigazio espazialaren garapenak ahalbidetu du beste erradiazio guztiekin ere lan egin ahal izatea, espazio-ontzietan orbitan jarritako teleskopioen bidez. Izan ere, behaketen ikuspegitik, astrofisika zenbait ataletan banatzen da, erabiltzen duen erradiazio-esparruaren arabera.

Astrofisika optikoa edo astronomia optikoa

Aipatu dugu dagoeneko espektroskopiak arlo honetan duen garrantzia; aipatu beharrekoa da, halaber, fotometriarena ere. Lehenengo metodoa argiaren analisian oinarritzen da eta lagungarri da astroaren konposizio kimikoa argitzeko, detektatutako elementu kimikoen ugaritasun erlatiboa eta egoera ezagutzeko, higidura erradiala mugatzeko eta bere masa, argitasuna eta dimentsioak kalkulatzeko.

Fotometroek, aldiz, jasotako erradiazioaren intentsitate globala neurtzen dute eta oso erabiliak dira, adibidez, izar aldakorren argitasun-magnitudea eta kolore-indizea neurtzeko.

Erradiazio optikoaren azterketan berebiziko garrantzia izan dute argazkigintza-teknikek eta argazki-plakak ordezkatu dituzten CCD (charge-coupled device) delako gailuek, foto-biderkatzaileek eta beste sentsore elektroniko batzuek.

Orobat aipatu behar da teleskopioen hobekuntza itzela. Azken urteetan, 10 metroko erradioko islagailuak egin dira, baina ispilua pieza bakarrekoa izan beharrean atal anitzez osatuta dago. Atal bakoitza konputagailu bidez kontrolatzen da, eta higitu egin daiteke; hartara, ispiluaren gainazala azkar egokitzen da atmosferaren turbulentzia konpentsatzeko. Optika egokitzaile deitzen den teknika horri esker, teleskopioen bereizmena asko hobetu da.

Infragorrien astronomia

Mikrometrotik milimetrora bitarteko uhin-luzeren esparrua hartzen du. Oro har, objektu erlatiboki hotzak behatzeko erabiltzen da, adibidez, planetak. Behaketak teleskopio optikoen antzekoekin egiten dira, baina baita hegazkinetan eta globoetan muntatutako tresnekin ere. Lehenengoek 12 km-ko altueran lan egiten dute; bigarrenak, berriz, 30 km-raino iristen dira. Jakina, espazio-ontzietan ere bidali behar izan dira.

Eguzkiaren argazkiak, zenbait uhin-luzeratan hartuak (kolore faltsutan) (iturria: SADC-NASA; argi ikusgaian egindako argazkiarena: Big Bear Solar Observatory)

Irrati-astronomia

Milimetro batzuetatik gorako erradiazioa detektatzen da irrati-teleskopioekin. Lehenengo irrati-behaketak 1931n egin baziren ere, arlo honek garapen handia izan zuen Bigarren Mundu Gerraren ondoren. Irrati-teleskopioekin eginiko behaketei esker aurkitu ziren unibertsoaren hondoko erradiazioa —oso garrantzitsua kosmologiaren esparruan— edota pulsarrak —hala, izarren eboluzioarekin lotutako neutroi-izarren existentzia baieztatu zen—. Galaxien arloan, kuasarren aurkikuntza aipa daiteke. Izarrarteko materia ere arlo honetako behaketen bidez aztertzen da, besteak beste.

Yebesko (Guadalajara, Espainia) Astronomia Zentroko ARIES XXI antena

Izpi ultramoreen, X izpien eta gamma izpien astronomia edo energia handietako astronomia

Erradiazio ultramore hurbilena, 400 eta 300 nm bitartekoa gutxi gorabehera, lurrazaleraino iristen da, baina uhin-luzera laburreko erradiazioa Lurraren atmosferaz kanpo bidalitako tresnen bidez jaso behar da nahitaez. Uhin-luzera horietan, unibertsoan gertatzen diren fenomeno bortitzenak aztertzen dira, hala nola supernobak, izar- eta pulsar-sistema bikoitzak, magnetarrak, zulo beltzak, gamma izpien eztandak eta abar.

M82 galaxia. NASAren Spitzer, Hubble eta Chandra espazio-behatokien emaitza bateratua, espektroaren hainbat esparrutako irudiekin eginiko konposizioa, kolore faltsutan (iturria: NASA)

Beste behaketa-bide batzuk

Gaur egun unibertsoaz eta haren osagaiez dugun informazio-bide ia bakarra erradiazio elektromagnetikoa da. Neutrino-detektagailuak ere probatu dira, batez ere Eguzkia aztertzeko, baina informazio urria lortu da. Etorkizunean, agian, eremu emankorra izango da, orain arte detektatu ezin izan diren grabitate-uhinena bezala.

Aipatzekoa da, bestalde, astronautikak garapen handia izan duela azken hamarkadetan, Eguzkiaren eta bere inguruko planeta gehienen ezagutzan. Aurrerapauso handiak eman dira Marten ura aurkitzeko bidean, eta martxan dira bertatik laginak ekartzeko asmoak. Jupiter eta Saturnoren hainbat satelite ere (Io, Titan…) oso astro interesgarriak direla ikusi da.

Zalantzarik ez dago horrenbeste objektu eta hain energia-maila ezberdinetako fenomenoen fisika aztertzen dituen zientziak fisikaren esparru askoren beharra duela. Mekanika, elektromagnetismoa, termodinamika, mekanika estatistikoa, erlatibitate berezia eta orokorra, mekanika kuantikoa, fisika nuklearra, zatikien eta plasmaren fisika… denak behar dira. Gainera, astrofisikak aukera eman du Lurrean inolaz ere esperimentatu ezin daitezkeen fenomeno bortitzak eta materia-egoera dentsoak eta trinkoak aztertzeko, eta horrek ekarpen handia egin dio fisikaren garapenari.