当观星者在夜间外出观看天空时，他们会看到来自遥远恒星、行星和星系的光。光对天文发现至关重要。无论是来自恒星还是其他明亮的物体，光线都是天文学家一直使用的东西。人眼“看”（从技术上说，他们“检测”）可见光。这是被称为电磁光谱（EMS）的更大光谱的一部分，而扩展光谱是天文学家用来探索宇宙的。

电磁频谱

EMS包含现有光的全部波长和频率：无线电波、微波、红外线、视觉（光学）、紫外线、x射线和伽马射线。人类看到的部分是由太空和地球上的物体发出（辐射和反射）的广谱光中的一小部分。例如，月球发出的光实际上是太阳反射的光。人体也发射（辐射）红外线（有时称为热辐射）。如果人们能从红外线中看到，事情看起来会大不相同。其他波长和频率，如x射线，也会发射和反射。X射线可以通过物体照亮骨骼。紫外线也是人类看不见的，它的能量相当大，是晒伤皮肤的罪魁祸首。

光的性质

天文学家测量光的许多特性，如光度（亮度）、强度、频率或波长以及偏振。光的每一个波长和频率都让天文学家以不同的方式研究宇宙中的物体。光速（每秒29972958米）也是确定距离的重要工具。例如，太阳和木星（以及宇宙中的许多其他物体）是无线电频率的自然发射器。射电天文学家观察这些辐射，了解物体的温度、速度、压力和磁场。射电天文学的一个领域是通过寻找其他星球上的生命可能发出的任何信号来寻找生命。这就是所谓的外星智能搜索（SETI）。

光的特性告诉天文学家什么

天文学研究人员通常对物体的光度感兴趣，它是测量物体以电磁辐射形式释放出多少能量的量度。这告诉他们一些关于物体内部和周围活动的信息。

此外，光可以从对象的表面“散射”。散射光的特性告诉行星科学家是什么物质组成了这个表面。例如，他们可能会看到散射光，显示火星表面岩石、小行星地壳或地球上存在矿物。

红外线曝光

红外光是由原恒星（即将诞生的恒星）、行星、卫星和棕矮星等温暖物体发出的。例如，当天文学家将红外探测器对准气体和尘埃云时，云中原恒星物体发出的红外光可以穿过气体和尘埃。天文学家们看到了托儿所的内部。红外天文学发现年轻的恒星，寻找在光学波长上看不见的世界，包括我们太阳系中的小行星。它甚至可以让他们窥视像我们银河系中心这样的地方，隐藏在厚厚的气体和尘埃云后面。

超越光学

光学（可见）光是人类看待宇宙的方式；我们可以看到恒星、行星、彗星、星云和星系，但只能在我们眼睛能够探测到的波长范围内。这是我们进化到用眼睛“看”的光。

有趣的是，地球上的一些生物也可以看到红外线和紫外线，而其他生物可以感知（但看不见）我们无法直接感知的磁场和声音。我们都熟悉能听到人类听不到的声音的狗。

紫外线是由宇宙中的高能过程和物体发出的。物体必须达到一定的温度才能发出这种形式的光。温度与高能事件有关，因此我们寻找像新生恒星这样的物体和事件的x射线发射，它们的能量相当大。它们的紫外线可以撕裂气体分子（在一个称为光解的过程中），这就是为什么我们经常看到新生恒星“吞噬”它们的诞生云。

X射线是由更具能量的过程和物体发出的，例如从黑洞流出的过热物质喷流。超新星爆炸也会发出x射线。每当太阳发出太阳耀斑时，它就会发出大量的x射线。

伽马射线是由宇宙中能量最大的物体和事件发出的。类星体和超新星爆炸是伽马射线发射器的两个很好的例子，还有著名的“伽马射线爆发”。

探测各种形式的光

天文学家有不同类型的探测器来研究每种形式的光。最好的是在我们星球的轨道上，远离大气层（光线通过大气层时会受到影响）。地球上有一些非常好的光学和红外观测站（称为地基观测站），它们位于非常高的海拔，以避免大部分大气影响。探测器“看到”进来的光。光可能被传送到光谱仪，光谱仪是一种非常灵敏的仪器，它能将入射光分解为其组成波长。它产生“光谱”，天文学家用来理解物体的化学性质的图表。例如，太阳光谱在不同的地方显示黑线；这些线表示太阳中存在的化学元素。

光不仅用于天文学，还广泛应用于各种科学领域，包括医学专业，用于发现和诊断、化学、地质学、物理学和工程学。这是科学家们研究宇宙的最重要工具之一。