Det finns ett doldt universum där ute - ett som strålar i ljusets våglängder som människor inte kan känna. En av dessa strålningstyper är röntgenspektrum. Röntgenstrålar avges av föremål och processer som är extremt heta och energiska, till exempel överhettade materialstrålar nära svarta hål och den explosion av en gigantisk stjärna som kallas en supernova. Närmare hemma avger vår egen sol röntgenstrålar, liksom kometer när de möter solvinden. Vetenskapen om röntgenstronomi undersöker dessa objekt och processer och hjälper astronomer att förstå vad som händer någon annanstans i kosmos.
Röntgenkällor är spridda över universum. De heta yttre atmosfärerna av stjärnor är stora källor till röntgenstrålar, särskilt när de blossar (som vår sol gör). Röntgenstrålar är otroligt energiska och innehåller ledtrådar om den magnetiska aktiviteten i och runt en stjärnas yta och lägre atmosfär. Energin i dessa flänsar berättar också astronomer något om stjärnens evolutionära aktivitet. Unga stjärnor är också upptagna av röntgenstrålar eftersom de är mycket mer aktiva i sina tidiga stadier.
När stjärnor dör, särskilt de mest massiva, exploderar de som supernovaer. Dessa katastrofala händelser avger enorma mängder röntgenstrålning, som ger ledtrådar till de tunga elementen som bildas under explosionen. Den processen skapar element som guld och uran. De mest massiva stjärnorna kan kollapsa för att bli neutronstjärnor (som också avger röntgenstrålar) och svarta hål.
Röntgenstrålarna som släpps ut från områden med svart hål kommer inte från själva singulariteterna. Istället bildar materialet som samlas in av det svarta hålets strålning en "ackretionsskiva" som långsamt snurrar materialet i det svarta hålet. När det snurrar skapas magnetfält som värmer upp materialet. Ibland flyr material i form av en stråle som är tratt med magnetfält. Svarthålstrålar avger också stora mängder röntgenstrålar, liksom supermassiva svarta hål i galaxernas centrum.
Galaxkluster har ofta överhettade gasmoln i och runt sina enskilda galaxer. Om de blir tillräckligt varma kan dessa moln avge röntgenstrålar. Astronomer observerar dessa regioner för att bättre förstå fördelningen av gas i kluster, liksom händelserna som värmer molnen.
Röntgenobservationer av universum och tolkningen av röntgendata utgör en relativt ung gren av astronomi. Eftersom röntgenstrålar till stor del absorberas av jordens atmosfär var det inte förrän forskare kunde skicka ljudraketar och instrumentbelastade ballonger högt i atmosfären att de kunde göra detaljerade mätningar av röntgen "ljus" objekt. De första raketerna gick upp 1949 ombord på en V-2-raket som fångades från Tyskland i slutet av andra världskriget. Det upptäckte röntgenstrålar från solen.
Det bästa sättet att studera röntgenobjekt på lång sikt är att använda rymdsatelliter. Dessa instrument behöver inte bekämpa effekterna av jordens atmosfär och kan koncentrera sig på deras mål under längre tid än ballonger och raketer. Detektorerna som används i röntgenastronomi är konfigurerade för att mäta energin från röntgenutsläppen genom att räkna antalet röntgenfotoner. Det ger astronomer en uppfattning om mängden energi som släpps ut av objektet eller händelsen. Det har skickats minst fyra dussin röntgenobservatorier som har skickats ut i rymden sedan den första fribanan som skickades, kallad Einstein Observatory. Det lanserades 1978.
Bland de mest kända röntgenobservatorierna är Röntgen Satellite (ROSAT, som sjösattes 1990 och avvecklades 1999), EXOSAT (lanserat av European Space) Byrån 1983, avvecklad 1986), NASA: s Rossi X-ray Timing Explorer, den europeiska XMM-Newton, den japanska Suzaku-satelliten och Chandra X-Ray Observatorium. Chandra, uppkallad efter Indisk astrofysiker Subrahmanyan Chandrasekhar, lanserades 1999 och fortsätter att ge högupplösta synpunkter på röntgenuniversumet.
Nästa generation röntgenteleskop inkluderar NuSTAR (lanserades 2012 och fungerar fortfarande), Astrosat (lanserades av indianen Space Research Organization), den italienska AGILE-satelliten (som står för Astro-rivelatore Gamma ad Imagini Leggero), lanserades i 2007. Andra är i planering som kommer att fortsätta astronomiens titt på röntgenkosmos från jorden runt jorden.