哈勃空间望远镜由一个筒状的望远镜主体(口径为2.4米的反射望远镜)和装有太阳能电池板的两翼组成，飞行高度614千米。它装有天体照相机、光谱仪、光度计等观测仪器和其他辅助装置，可以工作在从远紫外到近红外的较宽波段。哈勃空间望远镜具有很高的分辨本领(能分辨遥远天体0.1角秒的细节)，灵敏度高，传回的图像非常清晰，对深空暗弱天体的探测能力比地面5米口径望远镜高千倍，给人们带来了许多惊喜。例如，它发现了木星赤道周围有巨大的湍流，分辨出仙女星系核心的细致结构等。目前，哈勃空间望远镜还在履行着“千里眼”的职责，它将会继续给人类带来更多的喜讯。
红外和紫外波段的观测在红外和紫外波段，空间探测也取得了令人嘱目的成果。1975年，科伊柏天文台(KAO)探测到大量波长5～1 000微米的红外源，即主要辐射红外电磁波的天体。1983年1月20日发射的红外天文卫星(IRAS)在当年11月就获得了丰收，它在900千米高空飞行了10个月就找到了25万个红外点源(其中新发现的有17万个)、2万个红外小面元等。1995年底发射的红外空间天文台(ISO)工作波段在3~200微米，其探测能力比前者高100倍。
1992年6月发射的极远紫外探索卫星(EUVE)所配备的扫描成像系统，可得到分辨率为6角分的全天远紫外亮源图。1996年，又发射了远紫外光谱探索卫星(FUSE)，它是几颗系列探索卫星之一，在探测天体的远紫外辐射方面大显威力。
X射线和X射线暴的观测空间探测在X射线波段也大显身手。能够发射X射线的天体，如新星、超新星、超新星爆发的遗迹、类星体等，都称为X射线源。1970年发射的专门探测X射线的“乌呼鲁”卫星，发现了几百个X射线源；1977年发射的“高能天文台1号”(HEAO-1)和1978年发射的“高能天文台2号”(HEAO-2)在银河系发现了3000多个X射线源，在河外星系仙女座大星云中发现了80多个X射线源。1988年6月发射的伦琴X射线卫星(ROSAT)，在太空飞行了两年就发现了10万多个X射线源。美国的高能X射线天体物理设备AXAF-I(成像观测)和AXAF-S(光谱观测)分别于1998和1999年由运载火箭送入空间轨道；欧洲研制的多镜面X射线望远镜于1999年送入轨道。我国也正在研制一颗探测硬X射线的卫星。X射线的探测还发现了X射线暴源，这是指有些天体，其X射线辐射在瞬间强度突增20~50倍，持续几秒至几十秒后强度又急速下降。
γ射线和γ射线暴的观测伽马射线是电磁波的最短波段，早在1960年，人们就利用气球探测到银河系中心方向有很强的γ射线辐射。1972年11月γ射线卫星SAS-2运行了7个月，就记录了8000个γ射线源，并发现天鹅座X-3是个高能γ射线源。1975年8月9日发射的“COSB”，在6年中观测记录到10多万个γ射线源。当γ射线在短时间内突然增强，光子能量达到1 011电子伏特时，称为γ射线暴。1991年4月发射的康普顿γ射线空间天文台(CGRO)记录到来自宇宙的2000多个γ射线暴。1997年5月8日在鹿豹座方向又发现了γ射线暴。
在空间探测领域，最令人振奋的当属近二三十年来人类对太阳系天体的登陆探测和近距离探测，包括人类多次登上月球。有关这方面的情况我们已在《太阳系新探》中作了详细介绍，这里不再赘述。
综观当今的天文观测，展现在人们面前的是一幅气势恢宏、色彩斑斓的壮美图景：天文学家的眼睛已“看”到电磁辐射的各个波段，γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波尽收“眼”底；天文观测仪器已形成地面、低空、高空的立体布局。地面上，超大望远镜、甚长基线干涉仪在星罗棋布、数以万计的观测仪器中独领风骚；在空间，哈勃空间望远镜、天文卫星、宇宙飞行探测器争相斗艳；它们共同实现着地面、空间的联合作战，一幅全新的、多色彩的、立体的宇宙图像已展现在人们的面前。目前，“尤里西斯”正进行着对太阳的考察，“卡西尼”正飞行在探测小行星的路上，“星尘号”正奔向81P/怀尔德2号彗星将深入彗发采集样品，人类正准备于2015年去拜访火星。展望未来，21世纪的天文学必将取得更加辉煌的成就。
（第三节）怎样去寻找
我们想要观测的天体呢？为了进行天文观测，就要学会认识星空，识别天体。因此，有关天体的坐标，天体的运动，天文观测所用的时间系统，星座与星图，以及星星的星等、颜色、光谱型等多方面的基础知识，都是我们开展天文观测活动时必须首先了解的。
一、天球和天球坐标系
进行天文观测首先要从找星、认星开始。在茫茫的星空中，怎样去寻找我们想要观测的天体呢？这就必须知道天体在空中的“住址”，即它在天空的坐标。这样的坐标是怎样建立起来的呢？这就要从天球说起。
（一）天球
当我们仰望天空观察天体时，无论是太阳、月亮还是恒星、行星，好像都镶嵌在同一个半球的内壁上，而我们自己无论站在地球上什么位置，都好像是处于这个半球的中心。这是由于天体离我们太远了，我们在地球上无法觉察不同天体与我们之间距离的差异。因此，为了研究天体的位置和运动，可以引入一个假想的以观测者为球心，以任意长为半径的球，称做天球。由于地球在浩瀚的宇宙中可以看做是一个质点，地心也可以当做地球的中心，因此可以假想一个地心天球，它是以地心为中心、无穷远为半径的球。
图4-1天体之间的角距和天体的视角直径有了天球，我们认识天体就方便了，因为不论天体离我们多么遥远，我们都可以把它们投影到天球上，并用它们在天球上的视位置来表示它们。
在天球上，两颗星之间的距离如同在球面上两点间的距离一样，用角度来表示，称为角距。显然，角距与两颗星的真实距离是两回事：角距很小的两颗星实际距离可能十分遥远。星体的大小一般用视角直径(简称角直径)，即从地球上看去它所张的角来表示。同样，视角直径也不是天体的真实大小。例如，月亮和太阳的视角直径大约都是1/2度，但月亮的大小与太阳相比简直可以忽略不计，只是由于月亮离地球很近才看起来很大。
（二）天球坐标系
为了描述天体在天球上的视位置，就要在天球上建立起坐标系，称天球坐标系，就像我们为了描述地球上某一点的位置需要建立地理坐标系(如用地理纬度和地理经度表示)一样。事实上，天球坐标系与地球坐标系的模式很相似。例如，天球上的赤道坐标系(也称第二赤道坐标系)就可以看做是地球坐标系在天球上的延伸(图4-2)；把地轴(地球的自转轴)无限延长就是天轴；天轴与天球相交的两点就是北天极和南天极；地球赤道面的延伸面与天球相交的大圆就是天赤道；与地球上的纬圈、经圈类似，天球上也有相应的赤纬圈和赤经圈，不过天图4-2天球与天球的赤道坐标系球上经圈的起始点与地球不同。这样，天体在天球上的位置就可用赤纬、赤经来表示。
除了赤道坐标系外，天文观测中常用的天球坐标系还有地平坐标系、时角坐标系(也称第一赤道坐标系)、黄道坐标系等，它们是以天球上不同的基本点、基本圈为基础建立起来的。有关天球上各基本点、基本圈的定义，怎样以它们为基础建立起各种天球坐标系，不同坐标系的特点以及它们之间的相互关系。
不同天球坐标系各有其特点，因而也有不同的用途。例如，在赤道坐标系中，赤经a的起算点是天球上的固定点--春分点，春分点与天体一同作周日视动，它与天体的相对位置不因天体的周日视动而改变；而赤纬δ的值也只由天体和天赤道决定；因此，一个天体的(αβ)值是确定的，不受观测时间和观测地点的影响。所以在星表中多用(αδ)表示天体的位置。
再如，地平坐标系是以观测者为参照点建立起来的，具有“地方性”特点，即在不同时间、不同地点观星，星星的地平坐标(A，h)均不相同。但由于它的参照物是地平圈，比较直观，只要知道某个天体在某一时刻的方位角A和地平高度h，就可以方便地在天球上找到它的位置，因此利用它非常便于观测。
在时角坐标系中引入时角t对于寻找天体也很方便。由于天体的时角随周日视动变化，每小时变化15°，因此只要知道了某时某处天体的时角，就可以方便地把望远镜瞄向这个天体。
二、星座和星名
人们很早就注意到，在绚丽多彩的夜空，繁星三五成群，构成各种美丽的图案。由此，人们把天上的恒星划分成许多不同的区域，称为星座。根据不同星座中较亮的星所组成的图形，人们为它们起了名字，并编撰了许多美丽的故事。例如，我国关于牛郎织女的传说，就缘于银河两侧的牛郎星和织女星。而希腊人则把牛郎星及其周围的星想象成一只矫健的天鹰，把织女星及其周围的星想象成一架巨大的天琴，天鹰座、天琴座由此得名。
中国古代把恒星天空划分成三垣二十八宿，“垣”是墙的意思，“宿”是住址的意思。日月穿行在黄道附近，把黄道附近的星分成28个大小不等的星区，叫二十八宿，月亮在绕地运动过程中，每日从西往东经过一宿。二十八宿以外的星区划分为三垣：紫微垣、太微垣和天市垣。紫微垣包括北天极附近的星区，太微垣大致包括室女座、后发座和狮子座，天市垣包括蛇夫座、武仙座、巨蛇座和天鹰座等星座。
1928年，国际天文学联合会决定，将全天划分为88个星座，其中沿黄道天区的有12个星座，太阳的视运动穿过这里。
星座中的每颗星也有自己的名称。我们祖先早就给天上的亮星起了名，有根据神话故事命名的，如牛郎星、织女星、天狼星、老人星等；有依据中国二十八宿命名的，如角宿一、心宿二、娄宿三、参宿四和毕宿五等；也有根据恒星颜色命名的，如大火星(心宿二)；还有依据恒星所在天区命名的，如天关星、北河二、北河三、南河三、天津四、五车二和南门二，等等。
1603年，德国业余天文学家拜尔建议“平等对待”这些恒星，不能只给亮星起名。他提出：每个星座中的恒星从亮到暗顺序排列，以该星座名称加一个希腊字母表示。例如，猎户座中有猎户座a(参宿四)、猎户座β(参宿七)、猎户座r(参宿五)、猎户座δ(参宿三)等。如果某个星座的恒星超过了24个或者为了方便，就用星座的名称后加阿拉伯数字表示，如天鹅座61星、天鹅座32星、双子座65星及天兔座17星等。天文学家有时直呼它们的星表号，这也是一种星名，如猎户座a星也叫HD39801或BD71055等(HD和BD分别代表星表名)。
这美丽星空的88个星座不是每个地区的人们都能看到，如北京地区只能看到60多个星座。由于地球的自转和公转，人们在不同地区、不同季节、不同时间看到的星空都不同。
三、天体的视运动
我们白天看到太阳东升西落，夜晚见到斗转星移。这是由于地球处于不断的自转与公转运动中，因此仿佛看见天体在运动，这就是天体的视运动。
（一）天体的周日视动
地球自转是自西向东转，24小时一周，人在地球上觉察不到地球运动，却看到天体都从东方升起、西方落下，这就是天体的周日视动。如果你对着北极星附近照相，采用长时间的曝光(如长于6小时)，底片上就会看到所有天体围着北天极转的运动轨迹。
地球上不同纬度处天极的高度等于当地的地理纬度，站在不同纬度处的观测者，看到的天体的升落情况也不同。
图4-3站在两极和赤道间观星站在两极观星。在地球北极或南极，天极与天顶重合，天赤道与真地平重合，此时所看到的天体，其周日运动的轨迹平行于地平圈，即所看到的天体都是围绕观测者平行于地平打转转。在北极只能看到北半天球的星，永远看不到南半天球的星；而在南极只能看到南半天球的星，永远看不到北半天球的星。在北半球夜里可看到北极星在天顶，其他北天球的星全围绕着天极平行于地平转圈，没有升与落。
站在赤道观星。在地球赤道地区看到的情景是，所有天体都在垂直于地平面的平面内运动，可看到全天球的星；中午时，太阳当头照，立杆不见影。
站在两极和赤道之间观星。在此范围内，天轴与地平的倾角等于当地的地理纬度φ，地理纬度越高，天极离地面越高，可看到的另外半天球的星就越少。例如，在北京，北极星的高度约40°，在昆明看到北极星的高度只有25°；而在赤道以南地区，北极星则不能看到。
（二）太阳的周年视动
由于地球公转，地球上的人们看到太阳在天球上相对其他恒星背景有视运动，这叫做太阳的周年视动。一年内太阳“穿行”于沿黄道带的12个星座，有人把这些星座叫黄道十二星座。太阳在天球上的位置每个月移动一个星座。例如，大约两千年前，春分前后太阳在白羊座，以后依次经过金牛座、双子座、巨蟹座、狮子座、室女座、天秤座、天蝎座、人马座、摩羯座、宝瓶座、双鱼座。由于岁差的影响，现今春分日前后太阳的位置已移至双鱼座靠近宝瓶座的地方。
黄道与天赤道有两个交点，太阳在周年视运动过程中沿黄道由天赤道以南穿到天赤道以北的那个交点叫春分点，从天赤道以北穿到天赤道以南的那个交点叫秋分点；黄道上与春分点相距90°且在赤道以北的那一点叫夏至点，与夏至点相对的那一点叫冬至点。太阳每年公历3月21日前后到达春分点，6月22日前后到达夏至点，9月23日前后到达秋分点，12月22日前后到达冬至点。
在地球不同纬度处，一年四季看到太阳的视运动是不一样的。在北半球中纬地区，春分日和秋分日太阳正好位于天赤道上，早晨日出正东，傍晚落于正西，白天、黑夜等长。春分过后，太阳北移，太阳从东北方升起，西北方落下，白昼渐长，黑夜渐短。此后，正午时太阳高度逐渐增高，夏至日达到最高，白昼最长。夏至过后，太阳正午高度逐渐降低，白昼也逐渐变短，至秋分日又昼夜平分。秋分过后，太阳南移，正午高度继续降低，冬至日达到最低，白昼最短，太阳从东南方升起，西南方落下。
在赤道地区，春分日和秋分日中午太阳都位于头顶。从春分到秋分，太阳在天顶北；从秋分到春分，太阳在天顶南。一年中无论哪一天，太阳总沿着与地平圈垂直的线路直升直落，四季昼夜平分。