ดาราศาสตร์เชิงสังเกตคือการศึกษาวัตถุและปรากฏการณ์ที่อยู่นอกโลกของเราโดยใช้กล้องโทรทรรศน์และเครื่องมืออื่นๆ เพื่อรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับจักรวาล เป็นดาราศาสตร์รูปแบบหนึ่งที่เก่าแก่ที่สุด สืบย้อนไปถึงอารยธรรมโบราณที่บอกตำแหน่งของดวงดาวและดาวเคราะห์
หัวใจสำคัญของดาราศาสตร์เชิงสังเกตการณ์คือเครื่องมือและเทคนิคที่ใช้ในการสังเกตเทห์ฟากฟ้า เครื่องมือพื้นฐานทางดาราศาสตร์คือ กล้องโทรทรรศน์ ซึ่งขยายวัตถุที่อยู่ห่างไกลและทำให้มองเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้น กล้องโทรทรรศน์อาจมีหลายประเภท รวมถึง กล้องโทรทรรศน์แบบใช้แสง ซึ่งรวบรวมแสงที่มองเห็นได้ กล้องโทรทรรศน์วิทยุ ซึ่งรวบรวมคลื่นวิทยุ และประเภทอื่นๆ ที่สังเกตความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น กล้องโทรทรรศน์อัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ และกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรด
นอกจากนี้ นักดาราศาสตร์ยังใช้ การวัดแสง และ สเปกโทรสโกปี เพื่อวิเคราะห์แสงจากเทห์ฟากฟ้า การวัดแสง เกี่ยวข้องกับการวัดความเข้มหรือความสว่างของแสง ในขณะที่ สเปกโทรสโกปี เกี่ยวข้องกับการศึกษาสเปกตรัมของแสงเพื่อกำหนดคุณสมบัติต่างๆ เช่น องค์ประกอบทางเคมี อุณหภูมิ ความหนาแน่น และการเคลื่อนที่
ดาราศาสตร์เชิงสังเกตสามารถแบ่งออกได้หลายประเภทตามประเภทของวัตถุที่กำลังศึกษา ซึ่งรวมถึง:
ดาราศาสตร์เชิงสังเกตการณ์รูปแบบหนึ่งที่ง่ายที่สุดที่ใครๆ ก็สามารถทำได้คือ การสังเกตด้วยตาเปล่า ซึ่งเกี่ยวข้องกับการมองท้องฟ้ายามค่ำคืนด้วยตาเปล่าเพื่อระบุกลุ่มดาว ดาวเคราะห์ที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า และบางครั้งก็แม้แต่ทางช้างเผือกด้วยซ้ำ
การสังเกตด้วยกล้องโทรทรรศน์ ทำให้สามารถศึกษารายละเอียดได้มากขึ้นอีกขั้นจากการสังเกตด้วยตาเปล่า ตัวอย่างเช่น การใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็ก คุณสามารถสังเกตหลุมอุกกาบาตของดวงจันทร์ วงแหวนของดาวเสาร์ และดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีได้ การสังเกตเหล่านี้สามารถช่วยทำความเข้าใจองค์ประกอบและสภาพทางกายภาพของเทห์ฟากฟ้าเหล่านี้ได้
การทดลองทางสเปกโทรสโกปี เกี่ยวข้องกับการแยกแสงจากดาวฤกษ์หรือกาแล็กซีออกเป็นสีต่างๆ (หรือความยาวคลื่น) ข้อมูลนี้สามารถเปิดเผยข้อมูลมากมายเกี่ยวกับองค์ประกอบของวัตถุ อุณหภูมิ การเคลื่อนไหว และอื่นๆ อีกมากมาย ตัวอย่างเช่น โดยการตรวจสอบเส้นสเปกตรัมของไฮโดรเจนในดาวฤกษ์ นักดาราศาสตร์จะสามารถระบุอุณหภูมิและอายุของมันได้
การวัดเชิงโฟโตเมตริก ช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่นอกระบบสุริยะของเรา โดยการสังเกตการหรี่แสงของดาวฤกษ์เมื่อดาวเคราะห์โคจรผ่านหน้ามัน เทคนิคนี้เรียกว่าวิธีการผ่านหน้า มีส่วนสำคัญในการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบหลายพันดวง
ดาราศาสตร์เชิงสังเกตการณ์เผชิญกับความท้าทายหลายประการ เช่น มลภาวะทางแสง จากเขตเมือง ซึ่งทำให้บดบังทัศนียภาพของท้องฟ้ายามค่ำคืน และ การบิดเบือนของชั้นบรรยากาศ ซึ่งสามารถเบลอการสังเกตทางดาราศาสตร์ได้ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีได้นำไปสู่การพัฒนาออพติคแบบปรับได้และกล้องโทรทรรศน์อวกาศ เช่น กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล เพื่อเอาชนะอุปสรรคเหล่านี้
ข้อจำกัดอีกประการหนึ่งคือ อคติเชิงสังเกต ซึ่งการเลือกเป้าหมายและการตีความข้อมูลอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดได้ นักดาราศาสตร์ตอบโต้สิ่งนี้ด้วยการออกแบบการทดลองอย่างรอบคอบ การทบทวนโดยผู้ทรงคุณวุฒิ และการใช้วิธีการสังเกตหลายวิธี
ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยียังคงขยายขีดความสามารถของดาราศาสตร์เชิงสังเกตการณ์อย่างต่อเนื่อง กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ เปิดตัวในปี 2564 มีเป้าหมายเพื่อสังเกตจักรวาลด้วยอินฟราเรด ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการก่อตัวของกาแลคซี ดวงดาว และระบบดาวเคราะห์ โครงการต่างๆ เช่น Square Kilometer Array จะช่วยเพิ่มความสามารถของเราในการตรวจจับคลื่นวิทยุจากเอกภพยุคแรกๆ ได้อย่างมาก
ดาราศาสตร์เชิงสังเกตการณ์ยังคงเป็นสาขาการวิจัยที่มีชีวิตชีวา ซึ่งช่วยขัดเกลาความเข้าใจเกี่ยวกับจักรวาลและสถานที่ของเราในจักรวาลอย่างต่อเนื่อง ด้วยความทุ่มเทของนักดาราศาสตร์และการพัฒนาเครื่องมือที่มีความซับซ้อนมากขึ้น ความลึกลับของจักรวาลจึงถูกเปิดเผยอย่างช้าๆ
