אסטרופיזיקה היא האיחוד בין שני ענפי מדע, פיזיקה ואסטרונומיה, איתם ניתן להסביר את המבנה, ההרכב, התופעות והתכונות של כוכבים וגופי כוכבים אחרים. מחקרים מדעיים קבעו כי חוקי הפיזיקה והכימיה הם אוניברסליים, ולכן ניתן להחיל אותם על גרמי השמיים בחלל, ולכן הפיזיקה והאסטרונומיה יכולים לעבוד יד ביד.
אסטרופיזיקה היא מדע ניסיוני, המבוסס על תצפית על תופעות ותכונות של גופי כוכבים באמצעות אסטרונומיה, שניתן להסביר באמצעות חוקים ונוסחאות הפיזיקה.
אלמנט נוסף שנחקר על ידי האסטרופיזיקה הוא מבנה החומר הבין-כוכבי, כגון עננים, גזים ואבק שנמצאים בחלק גדול מהחלל ונחשבים ריקים.
אסטרופיזיקאים מתמקדים בדרך כלל בארבעה היבטים בסיסיים:
- הידע של מערכת השמש מנסה להבין את כל הקשור לשמש ואת המערכות המגנטיות הקשורות אליה.
- הידע המתמקד בכוכבים כדי לקבוע מה נמצא בתוך הכוכבים ואת התופעות הנפיצות המתרחשות ביקום, המכונה פרצות קרני גמא.
- הידע על מבנה והתפתחות הגלקסיה שלנו והחור המרכזי בה.
- ידע בפיזיקה אקסטרגלקטית וניתוח היקום בכללותו.
סטודנט השוקל לקחת קריירה באסטרופיזיקה צריך לדעת שיש מקצועות כלליים כמו מתמטיקה, אלקטרומגנטיות, אופטיקה, מחשבים או אלקטרוניקה. כבר בחלק האסטרונומיה ישנם נושאים כמו קוסמולוגיה, פיזיקת נוזלים, תרמודינמיקה, פוטומטריה, פיזיקת כוכבים או התיאוריות העיקריות של מדע זה (למשל תורת היחסות)
אסטרופיזיקאים במהלך מחקרם משתמשים בטלסקופים גדולים המסוגלים לרכז את האור ואת הטמפרטורה של הכוכבים. אור זה מנותח בעזרת מכשירים שונים המודדים את הבהירות, רדיומטרים, המתעדים את החום הנפלט על ידי גרמי השמיים, וספקטרוגרפים, המפזרים את קרני האור באורכי הגל המקבילים שלהם ליצירת הספקטרום.
האסטרופיזיקה התרמו-גרעינית חוקרת תהליכים גרעיניים המשחררים כמויות גדולות של אנרגיה בצורה של חלקיקים או קרינה אלקטרומגנטית, כלומר תגובות תרמו-גרעיניות.
ישנם שני סוגים של תגובות תרמו גרעיניות. תגובות ההיתוך הגרעיני המתרחשות בשמש והכוכבים ליצור תגובות ביקוע אנרגיה גרעיני כי תהליך המשמש תחנות כוח גרעיניות.
אנרגיה תרמו-גרעינית כמעט בלתי נדלית וזולה בהרבה, בשל תהליך המיצוי שלה, בהשוואה למקורות אנרגיה אחרים.
