Moderne astronomisk forskning har samlet en forbløffende mengde kunnskap om universet til tross for ekstreme begrensninger på observasjon og datainnsamling. Astronomer rapporterer rutinemessig detaljert informasjon om gjenstander som er billioner mil unna. En av de viktigste teknikkene for astronomisk undersøkelse innebærer å måle elektromagnetisk stråling og utføre detaljerte beregninger for å bestemme temperaturen på fjerne objekter.
Lysfargen som utstråles av en stjerne avslører temperaturen, og temperaturen til en stjerne bestemmer temperaturen på objekter i nærheten som planeter. Lys produseres når ladede atompartikler vibrerer og frigjør energi som lyspartikler, kjent som fotoner. Fordi temperaturen tilsvarer et objekts indre energi, vil varmere objekter avgi fotoner med høyere energi. Fotonenes energi bestemmer lysets bølgelengde, eller farge; dermed er fargen på lyset som sendes ut av en gjenstand en indikasjon på temperaturen. Dette fenomenet kan imidlertid ikke observeres før et objekt blir ekstremt varmt - rundt 3000 grader Celsius (5,432 grader Fahrenheit) - fordi lavere temperaturer utstråler i det infrarøde spektrumet i stedet for det synlige spektrum.
Konseptet med en svart kropp er viktig for å måle temperaturen på astronomiske objekter. Et svart legeme er et teoretisk objekt som perfekt absorberer energi fra alle lysbølgelengder. I tillegg påvirkes ikke utslipp av lys fra et svart legeme av objektets sammensetning. Dette betyr at et svart legeme utstråler lys i henhold til et bestemt fargespekter som bare avhenger av temperaturen på objektet. Stjerner er ikke ideelle blackbodies, men de er nær nok til å tillate en nøyaktig tilnærming av temperaturen basert på utslippsbølgelengder.
En enkel visuell observasjon avslører ikke temperaturen til en stjerne fordi temperaturen bestemmer topputslippsbølgelengden, ikke den eneste utslippsbølgelengden. Stjerner virker generelt hvite fordi deres utslippsspektre dekker et bredt spekter av bølgelengder, og det menneskelige øye tolker en blanding av alle farger som hvitt lys. Derfor bruker astronomer optiske filtre som isolerer visse farger, og deretter sammenligner de intensiteten til disse isolerte fargene for å bestemme den omtrentlige toppen av en stjernes utslippsspektrum.
Planetariske temperaturer er vanskeligere å bestemme fordi absorpsjon og utslipp egenskapene til en planet er kanskje ikke tilstrekkelig lik absorpsjons- og utslippskarakteristikkene av en svart kropp. En planets atmosfære og overflatematerialer kan reflektere betydelige mengder lys, og noe av den absorberte lysenergien beholdes av drivhuseffekten. Derfor estimerer astronomer temperaturen til en fjern planet gjennom komplekse beregninger som tar hensyn til slike variabler som temperaturen på nærmeste stjerne, planetens avstand fra stjernen, prosentandelen lys som reflekteres, sammensetningen av atmosfæren og planetens rotasjon kjennetegn.
