vignette|Distribution des populations stellaires dans la voie lactée. Les étoiles de notre galaxie furent classées en deux populations stellaires, dites « Population I » et « Population II » par Walter Baade en 1944. Le critère de classification était la largeur des raies spectrales des étoiles de la partie centrale des galaxies (Population I) comparée à celle des étoiles du bord des galaxies (raies plus fines), la Population II. Il faut attendre les années 1950 pour que cette dichotomie soit reliée à l'abondance chimique de surface des étoiles.
La Voie lactée, aussi nommée la Galaxie (avec une majuscule), est une galaxie spirale barrée qui comprend entre 200 et d'étoiles, et sans doute plus de de planètes. Elle abrite le Système solaire et donc la Terre. Son diamètre est estimé à , voire à ou à , bien que le nombre d'étoiles au-delà de soit très faible. Son cortège de galaxies satellites et elle font partie du Groupe local, lui-même rattaché au superamas de la Vierge appartenant lui-même à Laniakea.
La spectroscopie est l'un des moyens principaux pour les astrophysiciens pour étudier l'Univers. En 1835, Auguste Comte disait dans son Cours de philosophie positive que parmi les choses qui resteraient à jamais hors de portée de la connaissance humaine figurait la composition chimique du Soleil. Il ne vécut pas assez longtemps pour voir en 1865 deux savants allemands, Robert Bunsen et Gustav Kirchhoff analyser pour la première fois la lumière du Soleil et permettre la détermination de la composition chimique de celui-ci.
droite|redresse=1.2|vignette|L'expansion de l'Univers imagée par le gonflement d'un gâteau aux raisins. En cosmologie, l'expansion de l'Univers est le nom du phénomène qui voit à grande échelle les objets composant l'Univers (galaxies, amas...) s'éloigner les uns des autres. Cet écartement mutuel, que l'on pourrait prendre pour un mouvement des galaxies dans l'espace, s'interprète en réalité par un gonflement, une dilatation, de l'espace lui-même, les objets célestes étant de ce fait amenés à s'éloigner les uns des autres.
Une binaire X est formée d'une étoile « normale » orbitant autour d'une étoile à neutrons ou d'un trou noir avec une courte période. Le rayonnement X provient de l'énorme quantité d'énergie dégagée par l'accrétion de la matière de l'étoile autour de l'objet compact. Un scénario simplifié de la formation d'une binaire X massive est le suivant (Tauris & van den Heuvel 2003) : deux étoiles massives (> 12 masses solaires) arrivent sur la séquence principale ; une dizaine de millions d'années plus tard environ, la plus massive est passée la première au stade de supergéante rouge et son enveloppe remplit le lobe de Roche, commençant le transfert de masse vers le compagnon.
En astronomie, un sursauteur X est une classe de binaires X qui manifeste des augmentations rapides et périodiques en luminosité (habituellement d'un facteur 10 ou supérieur) atteignant leur apogée dans la plage de rayons X du spectre électromagnétique. Ces systèmes astrophysiques sont composés d'objet compact en accrétion, typiquement une étoile à neutrons ou plus rarement un trou noir, et une étoile compagnon « donneuse » ; la masse de l'étoile donneuse permet de classer le système dans les binaires X à forte masse (au-dessus de 10 fois la masse solaire) ou à faible masse (inférieure à 1 masse solaire) — respectivement High-Mass X-ray Binary, HMXB ou Low-Mass X-ray Binary, LMXB.
Messier 87 (aussi dénommée M87, NGC 4486, ou radiogalaxie Virgo A) est une galaxie elliptique supergéante. Elle a été découverte en 1779 par l'astronome allemand Johann Gottfried Koehler. Située à de la Terre, c'est la plus grande et la plus lumineuse des galaxies de l'amas de la Vierge. Contrairement aux galaxies spirales en forme de disque, M87 n'a pas de et a une forme elliptique. En son cœur, elle possède un trou noir supermassif qui constitue l'élément principal d'un noyau galactique actif, une forte source de rayonnement dans toutes les longueurs d'onde particulièrement de micro-ondes.
En astronomie, on appelle courbe de lumière l'évolution de la luminosité d'un objet en fonction du temps. Une courbe de lumière peut être périodique (comme pour celle d'une binaire à éclipses, ou d'une céphéide), ou apériodique (comme pour celle d'une nova, d'une variable cataclysmique ou d'une supernova). L'étude d'une courbe de lumière permet de mieux connaître les phénomènes physiques qui créent la variation, ou de contraindre fortement les modèles expliquant ces variations.
vignette|300px|right|À 650 al, la nébuleuse de l'Hélice, NGC 7293, est une des nébuleuses planétaires les plus proches de la Terre. vignette|300px|right|Cette même nébuleuse de l'Hélice vue en infrarouge par le télescope spatial Spitzer. Une nébuleuse planétaire est un corps céleste qui ressemble à un disque d'aspect nébuleux lorsqu'il est observé à basse résolution. En raison de cet aspect, semblable à celui des planètes, l'adjectif « planétaire » lui a été attaché, et il a été depuis maintenu pour conserver l'uniformité historique.
thumb|Une céphéide variant sur une période de quelques jours. Une céphéide est une étoile variable, géante ou supergéante jaune, de 4 à 15 fois plus massive que le Soleil et de plus lumineuse, dont l'éclat varie de 0,1 à 2 magnitudes selon une période bien définie, comprise entre 1 et 135 jours, d'où elle tire son nom d'étoile variable. Elles ont été nommées d'après le prototype que constitue l'étoile δ de la constellation de Céphée.
