Cabang-cabang Astronomi yang tidak berdasarkan panjang gelombang

Sejumlah fenomena jarak jauh lain yang berbentuk selain radiasi elektromagnetik dapat diamati dari Bumi. Ada cabang bernama astronomi neutrino, di mana para astronom menggunakan fasilitas-fasilitas bawah tanah (misalnya SAGE, GALLEX, atau Kamioka II/III) untuk mendeteksi neutrino, sebentuk partikel dasar yang jamaknya berasal dari Matahari atau ledakan-ledakan supernova.[35] Ketika sinar-sinar kosmik memasuki atmosfer Bumi, partikel-partikel berenergi tinggi yang menyusunnya akan meluruh atau terserap, dan partikel-partikel hasil peluruhan ini bisa dideteksi di observatorium.[40] Di masa yang akan datang, diharapkan akan ada detektor neutrino yang peka terhadap partikel-partikel yang lahir dari benturan sinar-sinar kosmik dan atmosfer.[35] Terdapat pula cabang baru yang menggunakan detektor-detektor gelombang gravitasional untuk mengumpulkan data tentang benda-benda rapat: astronomi gelombang gravitasional. Observatorium-observatorium untuk bidang ini sudah mulai dibangun, contohnya observatorium LIGO di Louisiana, AS. Tetapi astronomi seperti ini sulit, sebab gelombang gravitasional amat sukar untuk dideteksi.[41] Ahli-ahli astronomi planet juga banyak yang mengamati fenomena-fenomena angkasa secara langsung, yaitu melalui wahana-wahana antariksa serta misi-misi pengumpulan sampel. Beberapa hanya bekerja dengan sensor jarak jauh untuk mengumpulkan data, tapi beberapa lainnya melibatkan pendaratan —dengan kendaraan antariksa yang mampu bereksperimen di atas permukaan. Metode-metode lain misalnya detektor material terbenam atau melakukan eksperimen langsung terhadap sampel yang dibawa ke Bumi sebelumnya.