Thiên văn học quan sát là nghiên cứu về các vật thể và hiện tượng vượt xa hành tinh của chúng ta thông qua việc sử dụng kính thiên văn và các công cụ khác để thu thập thông tin về vũ trụ. Đây là một trong những hình thức thiên văn học lâu đời nhất, bắt nguồn từ các nền văn minh cổ đại đã lập biểu đồ vị trí của các ngôi sao và hành tinh.
Trọng tâm của thiên văn học quan sát là các công cụ và kỹ thuật được sử dụng để quan sát các thiên thể. Công cụ cơ bản trong thiên văn học là kính thiên văn , giúp phóng đại các vật thể ở xa và đưa chúng vào tầm nhìn rõ ràng hơn. Kính thiên văn có thể có nhiều loại khác nhau, bao gồm cả kính thiên văn quang học , thu thập ánh sáng khả kiến; kính viễn vọng vô tuyến thu thập sóng vô tuyến; và các loại khác quan sát các bước sóng khác nhau của phổ điện từ, chẳng hạn như kính thiên văn tia cực tím, tia X và hồng ngoại.
Ngoài ra, các nhà thiên văn học sử dụng phép đo quang và quang phổ để phân tích ánh sáng từ các thiên thể. Phép đo quang liên quan đến việc đo cường độ hoặc độ sáng của ánh sáng, trong khi quang phổ liên quan đến việc nghiên cứu phổ ánh sáng để xác định các tính chất như thành phần hóa học, nhiệt độ, mật độ và chuyển động.
Thiên văn học quan sát có thể được chia thành nhiều loại dựa trên loại đối tượng đang được nghiên cứu. Bao gồm các:
Một trong những hình thức thiên văn học quan sát đơn giản nhất mà bất cứ ai cũng có thể thực hiện được là quan sát bằng mắt thường . Điều này liên quan đến việc nhìn bầu trời đêm bằng mắt thường để xác định các chòm sao, hành tinh có thể nhìn thấy bằng mắt thường và đôi khi là cả Dải Ngân hà.
Một bước tiến lớn hơn so với quan sát bằng mắt thường, quan sát bằng kính thiên văn cho phép nghiên cứu chi tiết hơn. Ví dụ: sử dụng kính thiên văn nhỏ, bạn có thể quan sát các miệng hố của Mặt trăng, các vành đai của Sao Thổ và các mặt trăng của Sao Mộc. Những quan sát này có thể giúp hiểu được thành phần và điều kiện vật lý của các thiên thể này.
Các thí nghiệm quang phổ liên quan đến việc tách ánh sáng từ một ngôi sao hoặc thiên hà thành các màu thành phần (hoặc bước sóng) của nó. Điều này có thể tiết lộ rất nhiều thông tin về thành phần, nhiệt độ, chuyển động của vật thể, v.v. Ví dụ, bằng cách kiểm tra các vạch quang phổ của hydro trong một ngôi sao, các nhà thiên văn học có thể xác định nhiệt độ và tuổi của nó.
Các phép đo trắc quang cho phép các nhà thiên văn học phát hiện các ngoại hành tinh, các hành tinh bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta, bằng cách quan sát sự mờ đi của ánh sáng của một ngôi sao khi một hành tinh đi qua phía trước nó. Kỹ thuật này, được gọi là phương pháp vận chuyển, là công cụ giúp khám phá hàng nghìn ngoại hành tinh.
Thiên văn học quan sát phải đối mặt với một số thách thức, chẳng hạn như ô nhiễm ánh sáng từ các khu vực đô thị, che khuất tầm nhìn của bầu trời đêm và sự biến dạng của khí quyển , có thể làm mờ các quan sát thiên văn. Những tiến bộ trong công nghệ đã dẫn đến sự phát triển của quang học thích ứng và kính thiên văn trên không gian như Kính viễn vọng Không gian Hubble để vượt qua những trở ngại này.
Một hạn chế khác là sai lệch quan sát , trong đó việc lựa chọn mục tiêu và giải thích dữ liệu có thể gây ra sai sót. Các nhà thiên văn học chống lại điều này thông qua thiết kế thử nghiệm cẩn thận, đánh giá ngang hàng và sử dụng nhiều phương pháp quan sát.
Những tiến bộ công nghệ tiếp tục mở rộng khả năng của thiên văn học quan sát. Kính viễn vọng Không gian James Webb, được phóng vào năm 2021, nhằm mục đích quan sát vũ trụ bằng tia hồng ngoại, cung cấp cái nhìn sâu sắc về sự hình thành của các thiên hà, ngôi sao và hệ hành tinh. Các dự án như Square Kilometer Array sẽ tăng cường đáng kể khả năng phát hiện sóng vô tuyến từ vũ trụ sơ khai của chúng ta.
Thiên văn học quan sát vẫn là một lĩnh vực nghiên cứu sôi động, liên tục cải tiến sự hiểu biết của chúng ta về vũ trụ và vị trí của chúng ta trong đó. Thông qua sự cống hiến của các nhà thiên văn học và sự phát triển của các thiết bị ngày càng tinh vi, những bí ẩn của vũ trụ đang dần được hé lộ.
