Tam je skrit univerzum - tak, ki seva v valovnih dolžinah svetlobe, ki jih ljudje ne morejo občutiti. Ena od teh vrst sevanja je rentgenski spekter. Rentgenske žarke oddajajo predmeti in procesi, ki so izredno vroči in energični, kot so pregreti curki materiala v bližini črne luknje in eksplozija orjaške zvezde, imenovane supernova. Bližje domu naše lastno Sonce oddaja rentgenske žarke, kot to počnemo kometi, ko naletijo na sončni veter. Znanost o rentgenski astronomiji preučuje te predmete in procese ter pomaga astronomom razumeti, kaj se dogaja drugje v kozmosu.
Viri rentgenskih žarkov so razpršeni po vsem vesolju. Vroče zunanje atmosfere zvezd so izjemni viri rentgenskih žarkov, še posebej, ko praskajo (kot to počne naše Sonce). Rentgenski žarki so neverjetno energični in vsebujejo namige o magnetni aktivnosti v zvezdi in spodnji atmosferi. Energija, ki jo vsebujejo ti žarki, astronomom pove tudi nekaj o evolucijski dejavnosti zvezde. Mlade zvezde so prav tako zasedene oddajniki rentgenskih žarkov, ker so v svojih zgodnjih fazah veliko bolj aktivni.
Ko zvezde umrejo, še posebej najbolj množične, eksplodirajo kot supernove. Ti katastrofalni dogodki oddajajo ogromno količino rentgenskega sevanja, ki daje namige težkim elementom, ki nastanejo med eksplozijo. Ta postopek ustvarja elemente, kot sta zlato in uran. Najmasivnejše zvezde se lahko sesedejo in postanejo nevtronske zvezde (ki oddajajo tudi rentgenske žarke) in črne luknje.
Rentgen, ki ga oddajajo regije črne luknje, ne izvira iz samih singularnosti. Namesto tega material, ki ga nabere sevanje črne luknje, tvori "akrecijski disk", ki material počasi vrti v črno luknjo. Ko se vrti, nastajajo magnetna polja, ki segrevajo material. Včasih material uhaja v obliki curka, ki ga usmerjajo magnetna polja. Tudi curki iz črne luknje oddajajo velike količine rentgenskih žarkov, prav tako tudi supermasivne črne luknje v središčih galaksij.
Grozdi galaktorjev imajo pogosto v svojih posameznih galaksijah in okoli njih pregrete plinske oblake. Če se dovolj segrejejo, lahko ti oblaki oddajajo rentgenske žarke. Astronomi opazujejo te regije, da bolje razumejo porazdelitev plina v grozdih, pa tudi dogodke, ki ogrevajo oblake.
Rentgenska opazovanja vesolja in interpretacija rentgenskih podatkov obsegajo razmeroma mlado vejo astronomije. Ker rentgenski žarki večinoma absorbirajo Zemljino atmosfero, znanstveniki niso mogli poslati zvočnih raket in baloni, obremenjeni z instrumenti, visoko v atmosferi, da bi lahko naredili podrobne meritve rentgenskih žarkov predmeti. Prve rakete so se dvignile leta 1949 na raketo V-2, ujeto iz Nemčije ob koncu druge svetovne vojne. Zaznala je rentgenske žarke s Sonca.
Najboljši način za dolgoročno preučevanje rentgenskih predmetov je uporaba vesoljskih satelitov. Teh instrumentov ni treba boriti proti vplivom Zemljine atmosfere in se lahko osredotočajo na svoje cilje daljše obdobje kot baloni in rakete. Detektorji, ki se uporabljajo v rentgenski astronomiji, so konfigurirani za merjenje energije rentgenskih žarkov s štetjem števila rentgenskih fotonov. To daje astronomom predstavo o količini energije, ki jo oddaja predmet ali dogodek. V prvo vesolje je bilo poslanih vsaj štiri ducate rentgenskih opazovalnic, imenovanih Einstein observatorij. Začelo se je leta 1978.
Med najbolj znanimi opazovalniki rentgenskih žarkov so satelit Röntgen (ROSAT, predstavljen leta 1990 in razpuščen leta 1999), EXOSAT (sprožil ga je Evropski vesolj Agencija je bila leta 1983 razpuščena leta 1986), NASA-in Rossijev rentgenski raziskovalec časa, evropski XMM-Newton, japonski satelit Suzaku in rentgen Chandra Opazovalnica Chandra, imenovana za Indijski astrofizik Subrahmanyan Chandrasekhar, je bila predstavljena leta 1999 in še vedno daje poglede na rentgensko vesolje z visoko ločljivostjo.
Naslednja generacija rentgenskih teleskopov vključuje NuSTAR (lansiran leta 2012 in še vedno deluje), Astrosat (lansiral ga je Indijanec Organizacija za vesoljske raziskave), italijanski satelit AGILE (ki pomeni Astro-rivelatore Gamma ad Imagini Leggero), predstavljen v 2007. Drugi so v načrtu, ki bo astronomski pogled nadaljeval s pomočjo rentgenskega kozmosa s krogle Zemlje.