In navolging van Faraday en Maxwell in de 19e eeuw beschrijven natuurkundigen de ruimte als gevuld met elektrische en magnetische velden. Bewegende elektrische ladingen creëren zulke velden om zich heen en de beweging van een elektrische lading wordt op zijn beurt beïnvloed door de elektrische en magnetische velden op zijn positie. Een positieve lading zal worden versneld in de richting van het elektrische veld, een negatieve lading in de tegenovergestelde richting; een bewegende elektrische lading zal loodrecht op zijn bewegingsrichting worden afgebogen door een magnetisch veld. De overkoepelende term voor deze twee veldinvloeden op ladingen is elektromagnetische krachten. Astronomische objecten zoals sterren, gaswolken, hele sterrenstelsels of wervelende accretieschijven hebben grootschalige magnetische velden, waar zulke krachten belangrijk kunnen worden.
Toen 19e-eeuwse natuurkundigen elektrische en magnetische verschijnselen beschreven, ontdekten ze dat patronen van elektrische en magnetische velden zich samen door de ruimte voortplanten met de snelheid van het licht, zelfs in situaties waar er geen elektrische ladingen in de buurt zijn. Deze golven staan bekend als elektromagnetische golven of elektromagnetische straling.
Elementaire elektromagnetische golven kunnen worden ingedeeld op basis van hun golflengte en het resulterende elektromagnetische spectrum omvat, van kortere naar langere golflengten: gammastralen, röntgenstralen, ultraviolet, zichtbaar licht, infrarood, submillimeter- en radiogolven (inclusief millimeter/microwaves). Elektromagnetische straling van verre astronomische objecten is de belangrijkste informatiebron voor astronomen over dergelijke objecten.
Een elektron is een licht elementair deeltje met één eenheid negatieve elektrische lading. Alle materie die we om ons heen zien, bestaat uit atomen, en alle atomen hebben dezelfde basisstructuur: een kleine, dichte kern die bijna de volledige massa van het atoom bevat, omgeven door elektronen. Elektronen worden geconceptualiseerd en weergegeven als concentrische schillen rond de kern, en de structuur van deze schillen bepaalt de manier waarop een atoom zich aan andere atomen kan binden en moleculen kan vormen. Dit is de fysische basis van de scheikunde. In witte dwergsterren zorgen de kwantumeigenschappen van elektronen voor de nodige druk om te voorkomen dat dergelijke sterresten onder hun eigen zwaartekracht ineenstorten.
Een ellips is een tweedimensionale vorm die lijkt op een platgedrukte of langwerpige cirkel. De breedste afstand over een ellips wordt de hoofdas genoemd en de kortste afstand de korte as. Een ellips heeft twee brandpunten (meervoud van brandpunt) die langs de hoofdas liggen met beide dezelfde afstand tot de breedste punten. Op elk punt van de ellips is de som van de afstanden tot de twee brandpunten constant. De excentriciteit, e, van een ellips bepaalt hoe plat hij is en ligt binnen het bereik van 0
Een gesloten baan zoals de baan van de aarde rond de zon volgt de vorm van een ellips. Een baan wordt gekarakteriseerd door de halve lange as (de helft van de grote as) en de excentriciteit, maar om een baan volledig te beschrijven moet ook de oriëntatie van de ellips bekend zijn.
Ongesloten banen, zoals kometen die slechts één bezoek aan het binnenste zonnestelsel brengen voordat ze de interstellaire ruimte in worden geslingerd, volgen parabolen (e=1) of hyperbolen (e>1).
Een elliptisch sterrenstelsel is een type sterrenstelsel dat er regelmatig elliptisch uitziet als een bol die op één of twee assen geplet is, in tegenstelling tot schijfsterrenstelsels die er pannenkoekvormig uitzien. Het bevat meestal oude sterren met een geelrode kleur. Elliptische sterrenstelsels hebben meestal heel weinig gas en heel weinig stervorming in vergelijking met spiraalstelsels.
Een regenboog ontstaat wanneer waterdruppels licht splitsen in elementaire kleuren, van violet, blauw en groen tot geel, oranje en rood. Elke kleur komt overeen met een reeks golflengten, en de kleuren van de regenboog zijn gerangschikt in volgorde van toenemende golflengte, van violet tot rood. Dit soort ontbonden licht, of elektromagnetische straling in het algemeen, in verschillende golflengten wordt een spectrum genoemd.
Elektromagnetische straling is een mengsel van lichtdeeltjes die ‘fotonen’ worden genoemd. Het creëren van een spectrum komt neer op het sorteren van fotonen op energie en het documenteren van hoeveel fotonen er in elk gegeven energiebereik zijn. Volgens een basiswet van de kwantummechanica komt dit neer op het sorteren van licht op frequentie – nog een andere manier om een spectrum te documenteren.
Als de hoeveelheid energie gelijkmatig varieert met de golflengte (of fotonenergie of frequentie), wordt het spectrum continu genoemd. Scherpe dalen of pieken in een spectrum bij bepaalde golflengten worden daarentegen respectievelijk absorptie- en emissielijnen genoemd. Dergelijke lijnen ontstaan door overgangen tussen verschillende energieniveaus binnen atomen of moleculen (of zelfs atoomkernen), waarbij straling bij specifieke golflengten wordt geabsorbeerd of uitgezonden. In zichtbaar licht vertonen sterren bijvoorbeeld continue spectra met absorptielijnen. De lijnen bevatten informatie over de chemische samenstelling van een ster. De analyse van spectra staat bekend als spectroscopie; instrumenten waarmee spectra kunnen worden geregistreerd, worden spectroscopen, spectrometers of spectrografen genoemd.
Glossarium astronomicum