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Ao mesmo tempo, todas as pessoas tinham que olhar para o céu eram seus olhos nus. As maravilhas que esse processo revelou foram abundantes o suficiente, mas a introdução do telescópio Galileu no início do século XVII marcou um grande e sempre crescente avanço tecnológico na exploração dos céus pela humanidade. Hoje, uma variedade de instrumentos ópticos e não ópticos continua a expandir nossa compreensão e apreciação do cosmos.
Telescópios ópticos
O indispensável instrumento do telescópio óptico foi pioneiro em Galileu Galilei em 1609, embora outros já tivessem criado ferramentas semelhantes. Ele usou sua "luneta de três potências" para descobrir as quatro principais luas de Júpiter, bem como inúmeras características desconhecidas da lua.Ao longo dos séculos, os telescópios evoluíram de simples objetos portáteis para bestas montadas em observatórios no topo da montanha e, finalmente, para telescópios que orbitam a Terra no espaço sideral, o que introduziu a vantagem de eliminar a distorção atmosférica do campo visual. Os telescópios de hoje são capazes de enxergar quase até o limite do universo conhecido, dando à humanidade um vislumbre de volta no tempo há bilhões de anos.
Telescópios de rádio
Ao contrário dos telescópios convencionais, os radiotelescópios detectam e avaliam objetos celestes usando não as ondas de luz que emitem, mas suas ondas de rádio. Em vez de serem tubulares, esses telescópios são construídos na forma de pratos parabólicos e geralmente são organizados em matrizes. Somente como resultado desses telescópios, objetos como pulsares e quasares se tornaram parte do léxico astronômico. Enquanto objetos visíveis, como estrelas e galáxias, emitem ondas de rádio e ondas de luz, outros só podem ser detectados por radiotelescópios.
Spectroscopes
A espectroscopia é o estudo de diferentes comprimentos de onda da luz. Muitos desses comprimentos de onda são visíveis ao olho humano como cores distintas; um prisma, por exemplo, separa a luz simples em diferentes espectros. A introdução da espectroscopia na astronomia deu origem à ciência da astrofísica, pois permite uma análise exaustiva de objetos como estrelas, que a mera visualização não. Por exemplo, os astrônomos agora podem colocar estrelas em diferentes classes estelares com base em seus espectros distintos. Cada elemento químico possui seu próprio padrão espectral de "assinatura", de modo que é possível analisar a composição de uma estrela a milhares de anos-luz de distância, desde que os astrônomos possam coletar sua luz.
Star Charts
Sem telescópios, binóculos e outros instrumentos de observação, os mapas estelares não existiriam como existem hoje. Mas os mapas estelares, além de servirem de guia para o céu para astrônomos e meros entusiastas da astronomia, serviram como ferramentas importantes em áreas não astronômicas da vida, como a navegação náutica. A Internet e outras mídias modernas tornaram os gráficos em estrelas - muitos deles interativos - quase onipresentes. Mas os mapas estelares existem de alguma forma há muitos milênios. De fato, em 1979, os arqueólogos descobriram uma tábua de marfim com mais de 32.500 anos de idade e acreditavam representar, entre outras coisas, a constelação de Órion.