Seal on varjatud universum - üks, mis kiirgab valguse lainepikkustes, mida inimesed ei suuda tajuda. Üks neist kiirgustüüpidest on röntgenispekter. Röntgenikiirgust eraldavad objektid ja protsessid, mis on eriti kuumad ja energilised, näiteks läheduses asuva materjali ülekuumendatud joad mustad augud ja hiiglasliku tähe plahvatus, mida nimetatakse supernoovaks. Kodusele lähemale kiirgab meie oma päike röntgenkiirte, nagu ka see komeedid päikesetuulega kokku puutudes. Röntgenastronoomia teadus uurib neid objekte ja protsesse ning aitab astronoomidel mõista mujal kosmoses toimuvat.
Röntgenikiirgusallikad on hajutatud kogu universumis. Tähtede kuum väliskeskkond on röntgenikiirguse suurepärased allikad, eriti kui need põlevad (nagu meie päike seda teeb). Röntgenkiirgused on uskumatult energeetilised ja sisaldavad vihjeid tähe pinnale ja atmosfääri ümbritsevale magnetilisele aktiivsusele. Nendes helkurites sisalduv energia räägib astronoomidele ka midagi tähe evolutsioonilisest aktiivsusest. Noored tähed kiirgavad ka röntgenikiirgust, kuna nad on varases staadiumis palju aktiivsemad.
Kui tähed, eriti kõige massilisemad, surevad, plahvatavad nad supernoovadena. Need katastroofilised sündmused eraldavad tohutul hulgal röntgenkiirgust, mis annab vihjeid plahvatuse ajal tekkivatele rasketele elementidele. Selle protsessi käigus luuakse selliseid elemente nagu kuld ja uraan. Kõige massiivsemad tähed võivad kokku kukkuda, muutudes neutrontähtedeks (mis eraldavad ka röntgenkiirte) ja mustadeks aukudeks.
Musta augu piirkondadest eralduvad röntgenikiired ei tulene iseärasustest. Selle asemel moodustab materjali, millesse musta augu kiirgus koguneb, "akretsioonketta", mis keerutab materjali aeglaselt musta auku. Pöörlemisel tekivad magnetväljad, mis materjali soojendavad. Mõnikord pääseb materjal välja joa kujul, mida ümbritsevad magnetväljad. Musta augu düüsid kiirgavad ka suuri koguseid röntgenikiirgust, nagu ka ultramassiivsed mustad augud galaktikate keskpunktides.
Galaktikaparvedes on nende üksikute galaktikate ümber ja ümber sageli ülekuumenenud gaasipilved. Kui nad kuumenevad piisavalt, võivad need pilved eraldada röntgenkiirte. Astronoomid jälgivad neid piirkondi, et paremini mõista gaasi jaotust klastrites, samuti pilve kuumutavaid sündmusi.
Universumi röntgenvaatlused ja röntgeniandmete tõlgendamine hõlmavad astronoomia suhteliselt noort haru. Kuna röntgenikiirgus on Maa atmosfäärist suuresti neeldunud, ei olnud see võimalik enne, kui teadlased said saata kõlav rakette ja instrumendiga koormatud õhupallid, mis asuvad õhustikus kõrgel, et nad saaksid röntgenikiirguse detailset mõõtmist "erksaks" teha objektid. Esimesed raketid tõusid 1949. aastal teise maailmasõja lõpus Saksamaalt vallutatud raketi V-2 pardale. See tuvastas röntgenikiirte Päikeselt.
Parim viis röntgenobjektide uurimiseks pikas perspektiivis on kosmosesatelliitide kasutamine. Need instrumendid ei pea võitlema Maa atmosfääri mõjudega ja võivad keskenduda pikema aja jooksul oma eesmärkidele kui õhupallid ja raketid. Röntgenastronoomias kasutatavad detektorid on konfigureeritud mõõtma röntgenkiirguse emissiooni energiat, lugedes röntgenifotoonide arvu. See annab astronoomidele ettekujutuse objekti või sündmuse poolt eralduvast energiahulgast. Pärast esimese vabalt ringi tiirleva, Einsteini observatooriumi saatmist on kosmosesse saadetud vähemalt neli tosinat röntgeniseirekeskust. See käivitati 1978. aastal.
Tuntuimate röntgenikiirguse vaatluskeskuste hulgas on Röntgeni satelliit (ROSAT, käivitati 1990. aastal ja likvideeriti 1999. aastal), EXOSAT (käivitas Euroopa Kosmos Agentuur 1983. aastal, likvideeriti 1986. aastal), NASA Rossi röntgenikiirguse ajauurija, Euroopa XMM-Newton, Jaapani Suzaku satelliit ja Chandra röntgenikiirgus Tähetorn. Chandra, nime saanud India astrofüüsik Subrahmanyan Chandrasekhar, käivitati 1999. aastal ja jätkab röntgen-universumi kõrge eraldusvõimega vaadete pakkumist.
Järgmise põlvkonna röntgenteleskoopide hulgas on NuSTAR (käivitati 2012. aastal ja töötab endiselt), Astrosat (käivitas India Kosmoseuuringute organisatsioon), Itaalia AGILE satelliit (mis tähistab Astro-rivelatore Gamma ad Imagini Leggero), käivitati 2007. Teised plaanivad, kuidas jätkata astronoomia vaatlemist röntgenkosmosega Maa lähedalt orbiidilt.