bélyegkép|263px|Mayall távcső a Kitt Peak Nemzeti Obszervatóriumban bélyegkép|263px|Meteorokat megfigyelő gyűlés Észtországban
A megfigyeléses csillagászat a csillagászat egyik ága, amelynek célja adatok rögzítése a megfigyelhető univerzumról, ellentétben az elméleti csillagászattal, amely elsősorban a fizikai modellek mérhető következményeinek kiszámításával foglalkozik. Ez az égi objektumok megfigyelésének gyakorlata és tanulmányozása távcsövek és más csillagászati eszközök segítségével történik.
Tudományágként a csillagászat tanulmányozását némileg akadályozza, hogy a távoli univerzum tulajdonságaival nem végezhetők közvetlen kísérletek. Ezt azonban részben ellensúlyozza az a tény, hogy a csillagászok rengeteg példát figyelhetnek meg a csillagászati jelenségekre. Ez lehetővé teszi a megfigyelési adatok grafikonokon történő ábrázolását és az általános tendenciák rögzítését. Konkrét jelenségek közeli példái, mint például a változócsillagok, felhasználhatók a távolabbi objektumok viselkedésének modellezésére. Ezek a távoli mércék ezután más jelenségek mérésére használhatók, beleértve a galaxisok távolságát is.
Galileo Galilei egy távcsövet az ég felé fordított, és feljegyezte, amit látott. Azóta a megfigyelő csillagászat hatalmas fejlődésen ment keresztül, amelyet a távcsőtechnológia újításai hajtottak.
Alosztályok A megfigyelési csillagászat hagyományos felosztása a megfigyelt elektromágneses spektrum tartományán alapul:
Az optikai csillagászat a csillagászat azon része, amely optikai eszközöket (tükröket, lencséket és félvezető-detektorokat) használ a közeli infravöröstől a közeli ultraibolya hullámhosszig terjedő fény megfigyelésére. A látható fényű csillagászat, amely az emberi szemmel érzékelhető hullámhosszakat (kb. 400-700 nm) használja, ennek a spektrumnak a közepébe esik. Az infravörös csillagászat az infravörös sugárzás észlelésével és elemzésével foglalkozik (jellemzően a szilícium félvezető-detektorok érzékelési határánál, kb. 1 μm-nél hosszabb hullámhosszokon). A legelterjedtebb eszköz a tükrös távcső (amelyet Isaac Newton fejlesztett ki a 17. században), de infravörös hullámhosszra érzékeny detektorral felszerelve. Az űrteleszkópokat bizonyos hullámhosszokon használják, ahol a légkör átlátszatlan, vagy a légkör hősugárzása okozta zaj kiküszöbölésére. A rádiócsillagászat milliméterestől dekaméteresig terjedő hullámhosszú sugárzást érzékel. A vevőkészülékek hasonlóak a rádiós műsorszórásban használtakhoz, de sokkal érzékenyebbek. Lásd még: Rádióteleszkópok. A nagy energiájú csillagászat magában foglalja a röntgencsillagászatot, a gamma-sugárzás-csillagászatot és az extrém UV-csillagászatot. bélyegkép|Egy példa a jelenségről Az okkultációs csillagászat annak a pillanatnak a megfigyelése, amikor az egyik égi objektum eltakar egy másikat. Azokat a megfigyeléseket, ahol egy csillagot egy kisbolygó fed el, kilométeres pontosságú méretmeghatározásokra használják.
Módjai Az elektromágneses sugárzás mellett a modern asztrofizikusok neutrínók, kozmikus sugarak vagy gravitációs hullámok segítségével is végezhetnek megfigyeléseket. Egy forrás több módszerrel történő megfigyelését többcsatornás csillagászatnak is nevezik. bélyegkép|352x352px| Ultra HD fotózás a La Silla Obszervatóriumban Az optikai és rádiócsillagászat földi obszervatóriumokból is végezhető, mivel a légkör viszonylag átlátszó a detektált hullámhosszokon. Az obszervatóriumok általában nagy tengerszint feletti magasságban helyezkednek el, hogy minimálisra csökkentsék a Föld légköre által okozott elnyelést és torzulást. Az infravörös fény bizonyos hullámhosszait erősen elnyeli a vízgőz, ezért sok infravörös obszervatórium száraz helyen, nagy tengerszint feletti magasságban vagy az űrben található.
A légkör nem átlátszó a röntgencsillagászat, a gamma-csillagászat, az UV-csillagászat és (néhány hullámhosszú "ablakot" leszámítva) a távoli infravörös csillagászat által használt hullámhosszokon, ezért a megfigyeléseket többnyire ballonokból vagy űrobszervatóriumokból kell végezni. Az erős gamma-sugarak azonban az általuk keltett kiterjedt légzáporok révén észlelhetők. A kozmikus sugarak tanulmányozása a csillagászat gyorsan bővülő ága.
Fontos tényezők A megfigyelési csillagászat történetének nagy részében szinte minden megfigyelést a vizuális spektrumban végeztek optikai teleszkópokkal. Míg a Föld légköre viszonylag átlátszó az elektromágneses spektrum ezen részén, a legtöbb teleszkópos megfigyelés továbbra is a látási viszonyoktól és a levegő tisztaságától függ, és általában az éjszakai időre korlátozódik. A látási feltételek a levegő turbulenciájától és hőkülönbségeitől függenek. Azok a helyek, ahol gyakori a felhőzet vagy a légköri turbulencia, korlátozzák a megfigyelések minőségét. Ugyanígy a telihold jelenléte szórt fénnyel világosíthatja meg az eget, akadályozva a halvány objektumok megfigyelését. jobbra|bélyegkép|250x250px| Naplemente a Mauna Kea obszervatóriumok felett Megfigyelési célból az optikai teleszkóp legmegfelelőbb helye kétségtelenül a világűrben van. Ott a teleszkóp a légkör zavaró hatásai nélkül végezhet megfigyeléseket. Jelenleg azonban továbbra is költséges a teleszkópok Föld körüli pályára állítása. Így a következő legjobb helyszínek bizonyos hegycsúcsok, amelyek sok felhőtlen nappal és általában jó légkörrel (jó látási viszonyokkal) rendelkeznek. A Mauna Kea (Hawaii) és a La Palma sziget csúcsai rendelkeznek ezekkel a tulajdonságokkal, csakúgy, mint kisebb mértékben a szárazföldi helyek: a Llano de Chajnantor, Paranal, Cerro Tololo és La Silla Chilében. Ezek az obszervatóriumok nagy teljesítményű teleszkópok együttesét vonzották magukhoz, összesen sok milliárd (US) dollár befektetéssel.
Az éjszakai égbolt sötétsége fontos tényező az optikai csillagászatban. Az emberi lakott területek növekedésével az éjszakai mesterséges fény mennyisége is nőtt. Ezek a mesterséges fények szórt háttérvilágítást hoznak létre, amely speciális szűrők nélkül nagyon megnehezíti a halvány csillagászati jelenségek megfigyelését. Néhány helyen, például Arizona államban és az Egyesült Királyságban ez a fényszennyezés csökkentését követelő kampányokhoz vezetett. Az utcai lámpák árnyékolóinak használata nemcsak a talaj felé irányuló fény hatékonyságát javítja, hanem az ég felé irányuló fényszóródást is csökkenti.
A légköri hatások (légköri nyugodtság) súlyosan csökkenthetik a távcső felbontását. Anélkül, hogy a változó légkör elmosódó hatását korrigálnánk, a 15-20 centiméternél nagyobb nyílással rendelkező teleszkópok nem tudják elérni elméleti felbontásukat látható hullámhosszon. Ennek eredményeként a nagyon nagy teleszkópok használatának elsődleges előnye a megnövelt fénygyűjtő képesség, amely lehetővé teszi a nagyon halvány magnitúdójú objektumok megfigyelését. Azonban a felbontási hátrányt az adaptív optika, a Speckle-képalkotáshttps://g.co/kgs/ADWg6t és az interferometrikus képalkotás,https://www.haystack.mit.edu/astronomy/astronomy-projects/interferometric-imaging-algorithms/ valamint a űrteleszkópok alkalmazása kezdi leküzdeni.
Mérési eredmények A csillagászoknak számos megfigyelési eszközük van, amelyek segítségével méréseket végezhetnek az égboltról. Azon objektumok esetében, amelyek viszonylag közel vannak a Naphoz és a Földhöz, közvetlen és nagyon pontos helyzetmérés végezhető távolabbi (és ezáltal látszólag mozdulatlan) háttér előtt. Az ilyen jellegű korai megfigyeléseket a különböző bolygók nagyon pontos pályamodelljeinek kidolgozására, valamint tömegük és gravitációs perturbációjuk meghatározására használták fel. Az ilyen mérések az Uránusz, a Neptunusz és (közvetve) a Plútó bolygók felfedezéséhez vezettek. Emellett tévesen egy nem létező Vulkán nevű bolygó létezését feltételezték a Merkúr pályáján belül. Azonban Einstein magyarázata a Merkúr pályájának precessziójára az általános relativitáselméletének egyik diadalaként tartják számon, és ez igazolta, hogy a Vulkán nem létezik.
Fejlesztések és változatosság bélyegkép|250x250px| Az ALMA a világ legerősebb teleszkópja az Univerzum szubmilliméteres és milliméteres hullámhosszon történő tanulmányozására. Az univerzum optikai spektrumban történő vizsgálata mellett a csillagászok egyre gyakrabban tudtak információkat szerezni az elektromágneses spektrum más részein is. A legkorábbi ilyen nem optikai méréseket a Nap termikus tulajdonságairól végezték. A napfogyatkozás során alkalmazott műszerekkel mérhető a Nap koronájának sugárzása. jobbra|bélyegkép|373x373px| Teljesen irányítható rádióteleszkóp Green Bankben, Nyugat-Virginia államban
Rádiócsillagászat A rádióhullámok felfedezésével a rádiócsillagászat elkezdett kialakulni, mint a csillagászat új tudományága. A hosszú hullámhosszú rádióhullámok jóval nagyobb gyűjtőfelületeket igényeltek a jó felbontású képek elkészítéséhez, ami később a nagy felbontású apertúraszintézises rádióképek (vagy "rádiótérképek") készítésére alkalmas többelemes rádióinterferométer kifejlesztéséhez vezetett. A mikrohullámú kürtantenna fejlesztése az Ősrobbanással kapcsolatos mikrohullámú háttérsugárzás felfedezéséhez vezetett.
A rádiócsillagászat tovább bővítette lehetőségeit, még rádiócsillagászati műholdakat is használnak olyan interferométerek létrehozására, amelyek alapvonala sokkal nagyobb, mint a Föld mérete. A rádióspektrum folyamatosan bővülő más célokra történő felhasználása azonban fokozatosan elnyomja a csillagok halvány rádiójeleit. Emiatt a jövőben a rádiócsillagászatot árnyékolt helyekről, például a Hold túlsó oldaláról végezhetik majd.
20. század végi fejlesztések A huszadik század utolsó részében gyors technológiai fejlődés ment végbe a csillagászati műszerek terén. Az optikai teleszkópok egyre nagyobbak lettek, és adaptív optikát alkalmaztak a légköri elmosódás részbeni kiküszöbölésére. Új teleszkópokat lőttek fel az űrbe, és elkezdték megfigyelni az univerzumot az elektromágneses spektrum infravörös, ultraibolya, röntgen- és gamma-sugárzási tartományaiban, valamint megfigyelni a kozmikus sugarakat. Az interferométer-hálózatok létrehozták az első rendkívül nagy felbontású képeket rádió-, infravörös és optikai hullámhosszú apertúraszintézis segítségével.https://g.co/kgs/oAQoZx Az olyan pályán keringő műszerek, mint a Hubble űrteleszkóp, gyors fejlődést hoztak a csillagászati ismeretek terén, és kulcsszerepet játszottak a halvány objektumok látható fényben történő megfigyelésében. A fejlesztés alatt álló új űreszközök remélhetőleg majd közvetlenül megfigyelhetik más csillagok körüli bolygókat, esetleg néhány Földhöz hasonló világot is.
Összességében a távcsöveken kívül a csillagászok más eszközöket is elkezdtek használni megfigyelésekre.
Egyéb műszerek A neutrínócsillagászat a csillagászat azon ága, amely neutrínódetektorokkal figyeli meg a csillagászati objektumokat speciális obszervatóriumokban, általában hatalmas földalatti létesítményekben. A csillagokban végbemenő magreakciók és a szupernóva-robbanások nagyon nagy számú neutrínót bocsátanak ki, amelyek közül nagyon keveset észlelhet egy neutrínóteleszkóp. A neutrínócsillagászatot az optikai teleszkópok számára elérhetetlen folyamatok, például a Nap magjában zajló fúzió megfigyelésének lehetősége motiválja.
Gravitációs hullámdetektorokat fejlesztenek, amelyek olyan eseményeket rögzíthetnek, mint a kompakt objektumok, például neutroncsillagok vagy fekete lyukak összeolvadása.
Egyre gyakrabban használnak robotizált űrszondákat a Naprendszer bolygóinak rendkívül részletes megfigyelésére is, így a bolygótudomány területe mára jelentős átfedéseket mutat a geológia és a meteorológia tudományágaival.
Megfigyelő eszközök jobbra|bélyegkép|250x250px| Skalnaté pleso Obszervatórium, Szlovákia