ستاره ولف–رایه
در سال ۱۸۶۷ میلادی در رصدخانهٔ پاریس دو نفر به نام‌های چارلز ولف و جرج رایه هنگامی که طیف‌های بسیاری از ستارگان صورت فلکی دجاجه را رمزگشایی می‌کردند سه ستارهٔ ناشناس را یافتند. هنگامی که طیف این ستارگان را رمزگشایی کردند، برخلاف خطوطی جذبی عادّی و باریک معمولی خطوط غیر عادّی نشری پهنی را در طیف‌های آنان دیدند. در طیف بیشتر ستارگان در پی حضور عنصرها در لایه‌های بالایی که پرتو را در دامنهٔ ویژه‌ای جذب می‌کنند، خطوط جذبی دیده می‌شود. شمار ستارگان با خطوط نشری بسیار کم است؛ بنابراین این ستارگان آشکارا غیرعادی بودند.
اخترفیزیک
در عمل، تحقیقات نجومی مدرن اغلب شامل مقدار قابل توجهی از کار در عرصهٔ فیزیک نظری و مشاهدات است. برخی از حوزه‌های مطالعاتی که برای اخترفیزیک‌ها انجام می‌شود عبارتند از تلاش‌های آن‌ها برای تعیین: خواص مادهٔ تاریک، انرژی تاریک و سیاهچاله‌ها؛ آیا زمان سفر امکان‌پذیر است؟ کرم‌چاله‌ها می‌توانند شکل بگیرند؟ یا چند نوع وجود داشته باشند؟ و سرنوشت نهائی جهان چیست؟ مباحثی که توسط فیزیکدانان ستاره‌ای نظری مورد مطالعه قرار گرفت عبارتند از: تشکیل و تکامل سیستم خورشیدی؛ دینامیک و تکامل ستارگان؛ شکل‌گیری و تکامل کهکشان؛ ساختار بزرگ مقیاس ماده در جهان؛ منشأ پرتو کیهانی؛ نسبیّت عام و کیهان‌شناسی فیزیکی، از جمله کیهان‌شناسی رشته‌ای و فیزیک ذرّات.