Η αστροφυσική είναι η ένωση δύο κλάδων της επιστήμης, της φυσικής και της αστρονομίας, με τους οποίους μπορεί να εξηγηθεί η δομή, η σύνθεση, τα φαινόμενα και οι ιδιότητες των αστεριών και άλλων αστρικών σωμάτων. Επιστημονικές μελέτες έχουν αποδείξει ότι οι νόμοι της φυσικής και της χημείας είναι καθολικοί, οπότε μπορούν να εφαρμοστούν σε ουράνια σώματα στο διάστημα, επομένως η φυσική και η αστρονομία μπορούν να λειτουργούν μαζί.
Η αστροφυσική είναι μια πειραματική επιστήμη, βασισμένη στην παρατήρηση των φαινομένων και των ιδιοτήτων των αστρικών σωμάτων μέσω της αστρονομίας, η οποία μπορεί να εξηγηθεί μέσω των νόμων και των τύπων της φυσικής.
Ένα άλλο στοιχείο που μελετήθηκε από την αστροφυσική είναι η δομή της διαστρικής ύλης, όπως σύννεφα, αέρια και σκόνη που βρίσκονται σε μεγάλο μέρος του χώρου και θεωρήθηκαν κενά.
Οι αστροφυσικοί επικεντρώνονται γενικά σε τέσσερις θεμελιώδεις πτυχές:
- Η γνώση του Ηλιακού Συστήματος προσπαθεί να κατανοήσει όλα όσα σχετίζονται με τον Ήλιο και τα μαγνητικά συστήματα που σχετίζονται με αυτόν.
- Η γνώση που εστιάζει στα αστέρια για να προσδιορίσει τι είναι μέσα στα αστέρια και τα εκρηκτικά φαινόμενα που συμβαίνουν στο σύμπαν, το οποίο είναι γνωστό ως εκρήξεις ακτίνων γάμμα.
- Η γνώση της δομής και της εξέλιξης του γαλαξία μας και της κεντρικής τρύπας σε αυτόν.
- Γνώση της εξωγαλαξιακής φυσικής και ανάλυση του σύμπαντος ως συνόλου.
Ένας μαθητής που σκέφτεται να κάνει καριέρα στην αστροφυσική πρέπει να γνωρίζει ότι υπάρχουν γενικά θέματα όπως τα μαθηματικά, ο ηλεκτρομαγνητισμός, η οπτική, οι υπολογιστές ή τα ηλεκτρονικά. Ήδη στο τμήμα της αστρονομίας, υπάρχουν θέματα όπως η κοσμολογία, η ρευστή φυσική, η θερμοδυναμική, η φωτομετρία, η φυσική των αστεριών ή οι κύριες θεωρίες αυτής της επιστήμης (για παράδειγμα, η θεωρία της σχετικότητας)
Οι αστροφυσικοί κατά τη διάρκεια της έρευνάς τους χρησιμοποιούν μεγάλα τηλεσκόπια που μπορούν να συγκεντρώσουν το φως και τη θερμοκρασία των αστεριών. Αυτό το φως αναλύεται με διαφορετικά όργανα που μετρούν τη φωτεινότητα, τα ραδιομετρητά, τα οποία καταγράφουν τη θερμότητα που εκπέμπεται από τα ουράνια σώματα, και φασματογράφους, που διασκορπίζουν τις ακτίνες του φωτός αυτού στα αντίστοιχα μήκη κύματος τους για να σχηματίσουν το Φάσμα.
Η θερμοπυρηνική αστροφυσική μελετά πυρηνικές διεργασίες που απελευθερώνουν μεγάλες ποσότητες ενέργειας με τη μορφή σωματιδίων ή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, δηλαδή θερμοπυρηνικών αντιδράσεων.
Υπάρχουν δύο τύποι θερμοπυρηνικών αντιδράσεων. Οι αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης που συμβαίνουν στον ήλιο και τα άστρα δημιουργούν αντιδράσεις ενέργειας και πυρηνικής σχάσης που μια διαδικασία χρησιμοποιείται σε πυρηνικούς σταθμούς.
Η θερμοπυρηνική ενέργεια είναι σχεδόν ανεξάντλητη και πολύ φθηνότερη, λόγω της διαδικασίας εξαγωγής της, σε σύγκριση με άλλες πηγές ενέργειας.
