Astrofizik, gök fiziği ya da yıldız fiziği, gök cisimlerinin, uzaydaki konumu ile devinimlerindense yapılarını saptamak adına fizik ve kimya ilkelerini kullanan gökbilim dalı. Bu incelemeler için tek bilgi kaynağı gök cisimlerinden yayılan ışık ve diğer elektromanyetik dalgalardır. Bu dalgaları tespit eden aletler vasıtasıyla toplanan bilgiler, fizik ve kimya bilimlerinde elde edilen sonuçlarla karşılaştırılarak değerlendirilir ve yorumlanır.
Evren, Kâinat veya Kozmos, gezegenler, yıldızlar, gökadalar ve diğer tüm madde ile enerji yapıları dahil olmak üzere uzay ve zamanın tamamı ve muhtevasıdır. Bununla birlikte gözlemlenebilir evren, temel parçacıklardan başlayarak gökadalar ve gökada kümeleri gibi büyük ölçekli yapılara kadar tüm madde ve enerjinin mevcut düzeniyle sınırlıdır.
Nötron yıldızı, yıldızların yaşamlarının son bulabileceği biçimlerden biridir. Bir nötron yıldızı, dev bir yıldızın Tip II, Tip Ib veya Tip Ic süpernova olarak patladıktan sonra geri kalan kısmın kendi içine çökmesiyle oluşur. Bu yıldızlar neredeyse tamamen nötronlardan oluşsa da az miktarda proton ve elektron da içerir. Bu proton ve elektronlar olmadan, nötron yıldızları uzun süre var olmaya devam edemezdi. Çünkü nötronlar serbest haldeyken kararsızdır ve beta ışıması yaparak kısa süre içinde proton ve elektronlara ayrışır. Ancak yıldızın içindeki yüksek basınç sebebiyle proton ve elektronların birleşerek nötronlara dönüşmesi, nötron yıldızlarının daha kararlı bir yapıya sahip olmasını sağlar.
Karanlık madde, astrofizikte, elektromanyetik dalgalarla etkileşime girmeyen, varlığı yalnız diğer maddeler üzerindeki kütleçekimsel etkisi ile belirlenebilen varsayımsal maddelere denir. Karanlık maddelerin varlığını belirlemek için gök adaların döngüsel hızlarından, gök adaların diğer gök adalar içerisindeki yörüngesel hızlarından, geri planda yer alan maddelere uyguladığı kütleçekimsel mercekleme özelliğinden ve gök adaların içerisindeki sıcak gazların sıcaklık dağılımından yararlanılır. İncelemeler, gök adalarda, gök ada gruplarında ve Evren'de, görülebilen maddelerden çok daha fazla karanlık madde olduğunu göstermektedir. Karanlık maddelerin bileşenleri tamamen bilinmemekle birlikte, WIMP'ler, aksiyonlar, sıradan ve ağır nötrinolar, gezegenler ve sönmüş yıldızlarla birlikte verilen isim MACHO'lar ile ışıma yapmayan gaz bulutlarından oluşur.
Yıldız kümeleri veya yıldız bulutları, öz kütleçekimiyle bir arada tutulan büyük yıldız gruplarıdır. İki ana yıldız kümesi türü belirlenmiştir: Küresel kümeler, kütleçekimsel olarak bağlı on bin ila milyonlarca yaşlı yıldızın oluşturduğu sıkı gruplardır, açık kümeler ise genellikle birkaç yüzden az üye içeren, daha gevşek kümelenmiş ve çoğunlukla çok genç yıldızların oluşturduğu gruplardır. Açık kümeler, gökada içinde hareket ederken dev moleküler bulutların çekim etkisiyle zamanla dağılır, fakat küme üyeleri artık çekimsel olarak bağlı olmasalar da uzayda genel olarak aynı yönde hareket etmeye devam ederler; bunlara yıldız topluluğu, bazen de hareketli grup denir.
Gözlemlenebilir evren, evrenin ışık ve başka sinyallerin galaksiler ve maddenin, kozmolojik genişlemeden beri Dünya’ya ulaşacak zamanı bulması sonucu, şimdiki zamanda Dünya'dan gözlemlenebilen cisim ve maddelerden oluşan bölgesidir. Evrenin izotropik olduğu varsayılırsa, gözlemlenebilir evrenin sınırı, her yönde aşağı yukarı aynıdır. Dolayısıyla, gözlemlenebilir evren, gözlemcisini merkeze alan, küresel bir hacme sahiptir. Evrendeki her nokta kendi gözlemlenebilir evrenine sahiptir ve bu evren Dünya merkezli olanla çakışıyor olabilir de, olmayabilir de.
Kuasar, kütlesi milyonlarca ila on milyarlarca güneş kütlesi arasında değişen, bir gaz diski ile çevrili bir süper kütleli kara delik tarafından desteklenen son derece parlak bir aktif galaksi çekirdeğidir (AGN). Kara deliğe doğru düşen diskteki gaz sürtünme nedeniyle ısınır ve elektromanyetik radyasyon şeklinde enerji açığa çıkarır. Kuasarların ışıma enerjisi muazzamdır; en güçlü kuasarlar, Samanyolu gibi bir galaksiden binlerce kat daha fazla parlaklığa sahiptir.
Karanlık enerji, fiziksel evrenbilimde, astronomide, astrofizikte ve gök mekaniğinde, evreni sürekli genişlettiği ve galaksileri birbirlerinden uzaklaştırdığı varsayılan bir enerji türüdür.
Galaksi kümesi ya da gökada kümesi, kütle çekimi sayesinde birbirlerine bağlı yüzden fazla galaksinin oluşturduğu kümedir. Galaksi sayısı 50’nin altında olduğu zaman bu topluluklara, gruplar ve kümeler arasındaki sınırlar belirgin olmasa da, galaksi grubu denir. Galaksi kümeleri biçimleriyle dağılımlarıyla veya galaksi sayılarıyla nitelenirler. 10 milyar yıl önce oluştukları sanılmaktadır.
Başak Süperkümesi veya Yerel Süperküme, Samanyolu ve Andromeda gökadaları ile diğerlerini de içeren Başak Kümesi ve Yerel Grup'u barındıran süperkümedir. Çapı yaklaşık 33 megaparsek olan bu süperkümede en az 100 adet gökada grubu ve kümesi bulunmaktadır. Gözlemlenebilir evrendeki yaklaşık 10 milyon süperkümeden biri olan Başak Süperkümesi, Balıklar-Balina Süperküme Kompleksi adı verilen bir gökada iplikçiği içinde yer alır.
Gökbilimde boşluklar (ing. Void), iplikçikler arasındaki boş alanlardır, evrendeki en büyük ölçekli yapılardır ve çok az gökada içerir veya içermezler. Boşluk bölgelerinin kozmolojik evrimi bir bütün olarak evrenin evriminden çok farklıdır: Devasa gökadaların ve gökada kümelerinin oluşumunu engelleyen, eğrisellik teriminin hakim olduğu uzun bir aşama vardır. Bu nedenle, boşlukların en boş bölgeleri bile evrenin ortalama madde yoğunluğunun ~%15'inden fazlasını içermesine rağmen, bir gözlemci için neredeyse tamamen boş görünür. Boşlukların çapı genel olarak 10 ile 150 mega parsek (Mpc) arasındadır ; zengin süperküme yokluğu olarak nitelenen bilhassa büyük boşluklar, süperboşluklar olarak belirtilir. İlk olarak 1978 yılında Kitt Peak Ulusal Gözlemevi'nden Stephen Gregory ve Laird A. Thompson tarafından keşfedilmiştir.
Büyük kütleli sıkı halo cisimleri veya MACHO (ing-Massive compact halo object), gökada halesindeki baryon kökenli karanlık maddenin en ciddi adayı.
Balıklar-Balina Süperküme Kompleksi, Başak Süperkümesi'ni de içeren gökada süperkümeleri veya gökada iplikçiklerinin bileşik yapısıdır.
Evrenin nihai kaderi, fiziksel kozmolojinin ilgilendiği bir konudur. Evrenin durağan veya genişleyen yapısı da göz önünde alınarak birbiriyle rekabet halinde pek çok bilimsel tahminde bulunuldu.
Sloan Büyük Duvarı, dev bir gökada duvarının oluşturduğu kozmik yapıdır. Keşfi, 20 Ekim 2003'te Princeton Üniversitesi'nden J. Richard Gott III, Mario Jurić ve meslektaşları tarafından Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması verilerine dayanılarak duyuruldu.
Ekstragalaktik astronomi, Samanyolu gökadasının dışındaki cisimlerle ilgilenen bir astronomi dalıdır. Başka bir deyişle, galaktik astronomi tarafından kapsanmayan tüm astronomik cisimlerin incelenmesidir.
Big Bang kozmolojisinde reiyonizasyon, evrendeki “karanlık dönem”den sonra maddeyi reiyonize eden süreçtir ve büyük faz geçişinden ikincisidir. Baryonik maddelerin çoğunluğu hidrojen formunda olduğundan dolayı, reiyonizasyon genellikle “Hidrojen gazının reiyonizasyonu” olarak anılmaktadır. Evren tarihinde ilksel Helyum da aynı faz değişimine uğrasa da, farklı noktalarda gerçekleşen bu olaya Helyum reiyonizasyonu ismi verilir.
F. Takayama and M. Yamaguchi, Phys. Lett. B 485 (2000)Genel görelilik ve Süpersimetri teorilerinin birleştirilmesi ile süper kütleçekimi oluşmuştur. Gravitino (G͂), graviton denilen varsayılmış parçacığın, süper simetrideki kalibretik Fermiyonudur. Bu parçacık, Kara madde için bir aday olarak önerilmiştir.
Gökada iplikçikleri kozmolojide kütleçekimsel olarak bağlı olan gökada süperkümelerinin duvarlarından oluşan evrendeki bilinen en büyük yapılardır. Bu devasa iplik benzeri oluşumlar, 80 megaparsek h−1'e ulaşabilir ve büyük boşluklar arasındaki sınırları oluşturur.
Clowes–Campusano LQG, 34 kuasardan oluşan ve yaklaşık 2 milyar ışık yılı boyutundaki bir büyük kuasar grubudur. Gözlemlenebilir evrendeki bilinen en büyük üst yapılardan biridir. Daha büyük olan Devasa-LQG'ye (Huge-LQG) yakın bir konumda bulunur. 1991 yılında Roger Clowes ve Luis Campusano tarafından keşfedilmiştir.
