當然是望遠鏡嘍，大多數太空望遠鏡都是光學望遠鏡，為什麼要放在太空中？因為沒有大氣層的干擾，光學望遠鏡可以最大限度的收集來自遙遠深空恆星發出的光線，科學家透過分析比對，可以知道這些光線代表的種種故事。

當今世界著名的太空望遠鏡有：哈勃空間望遠鏡、康普頓空間望遠鏡、錢德拉X射線太空望遠鏡、地外行星搜尋者等等。

可以說，當代對天文學的研究，如果沒了望遠鏡，那麼將寸步難行。

2016年3月4日，哈勃空間望遠鏡在遙遠的大熊星座方向，在更遠的深空成功捕捉到了GN-z11星系發出的微微光芒，GN-z11星系距離地球約為134億光年，GN-z11星系是一個異常明亮的嬰兒星系，科學家觀測到的它的光線，大約是宇宙誕生4億年後它所發出的古老光線，穿越無垠太空，終於被哈勃捕捉到了，同時也重新整理了人類觀測宇宙的記錄。

隨著科技的發展，望遠鏡也將越來越先進，在現在或是不遠的將來，科學家將藉助望遠鏡不斷探尋著宇宙的奧秘，追溯宇宙的本源，尋找另一個人類家園，搜尋地外文明，為人類正式邁入星際時代打下堅實的基礎。

廣義來說，探索任何源自地球大氣層以外的現象都屬於天文學的研究範圍，現今主要的測量手段，分為以下幾個：

射電天文學主要是利用波長超過1毫米左右的電磁輻射進行觀測。射電天文學探測方法相比於其他型別的觀測方法，它所觀測的無線電波可以視為波，而不是單獨的光子，所以相對較短波長的輻射更容易測定波幅和相位。

可透過射電天文學探測方法觀測的天體包括超新星、星際氣體、脈衝星和活動星系核等。

圖 美國新墨西哥州的甚大天線陣屬於射電望遠鏡陣列

紅外天文學是指透過紅外輻射進行天文觀測的方法。

對於觀測溫度較低、無法發出可見光的天體，如行星、星周盤及光線被塵埃遮蔽的星雲等，紅外天文學探測方法是當前最有效的方法。

圖 毛納基火山上的昴星團望遠鏡（左）和凱克天文臺（中）在近紅外和可見光範圍觀測。美國宇航局望遠鏡（右）只在近紅外範圍觀測

這類探測方法主要指的是人肉眼觀察並記錄的方法，比如古人的觀星辨位等，現今也有用CCD等探測器進行探測的行為。

此類方法在此不做敘述。

圖 歐洲早期星圖

顧名思義，X射線天文學探測方法指的就是在X射線範圍內觀測天體。

宇宙中發出X射線的天體有：X射線聯星、脈衝星、超新星遺蹟、橢圓星系、星系群及活動星系核等。同時，由於地球大氣層會吸收X射線，所以X射線觀測必須在高海拔完成。

圖 美國宇航局昌德拉X射線天文臺發現的特大質量黑洞所射出的X射線噴流

和上述的X射線天文學探測方法相似，伽馬射線天文學探測方法以觀測伽馬射線為主，是所觀測的是電磁波譜中波長最短的輻射。

除了電磁輻射觀測手段以外，還能透過一些別的方法來研究天象，如中微子天文學觀測手段、引力波觀測手段等，在此不做敘述。

圖 美國宇航局太陽過渡區與日冕探測器（TRACE）空間天文臺所拍攝太陽紫外影象

圖 位於斯洛伐克洛姆尼茨基山的太陽天文臺

Credit: NASA

除了太陽系內的一些天體可以透過發射無人探測器或者直接派人（目前只有月球）去探測之外，不要說銀河系以外的宇宙空間，就連太陽系外的銀河系空間，人類都只能主要藉助天文望遠鏡進行探測。

宇宙中的不同天體會輻射出不同波段的電磁波，有波長很短的伽馬射線，有我們眼睛能夠看到的可見光，也有波長很長的無線電波。這些電磁波的載體都是以光速傳播的光子，為了探測到這些波長不同的光子，就需要藉助不同的天文望遠鏡。

例如，大質量恆星死亡後發生超新星爆炸，它們會向外釋放出超強的可見光和伽馬射線暴，這就需要光學望遠鏡（比如哈勃太空望遠鏡）和伽馬射線望遠鏡（比如費米伽馬射線太空望遠鏡）。星系中心的活躍超大質量黑洞在吞噬物質的過程中，會向外釋放出超強的無線電波和X射線，這就需要射電望遠鏡（比如平方公里陣列射電望遠鏡以及中國的500米口徑球面射電望遠鏡）和X射線望遠鏡（比如錢德拉X射線天文臺）。為了探測已經衰變為微波的宇宙最早的光子，即宇宙微波背景輻射，這也需要一些專門的射電望遠鏡，比如普朗克衛星和威爾金森微波各向異性探測器。而題主所說的史隆長城，則是斯隆數字巡天在紅外波段觀測到的。

Credit: LIGO

此外，還有一些宇宙現象不會產生電磁波，而是產生引力波，比如兩個黑洞發生合併。為了探測遙遠地方傳來的微弱引力波，需要十分靈敏的鐳射干涉引力波天文臺和鐳射干涉空間天線這樣的裝置才行。

除此之外，探測來自宇宙中的中微子還需專門的中微子探測器，比如位於南極的冰立方中微子天文臺以及中國的大亞灣中微子實驗室。