「次毫米波陣列」觀測溫熱稠密雲氣塵埃在次毫米的波段可達到前所未有的0.1 弧秒高解析度。
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中美掩星計畫每晚監測約1,000顆恆星來蒐尋位於古柏帶之太陽系天體對遠處背景恆星造成的掩星現象。
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2006年10月「李遠哲宇宙背景輻射陣列」在夏威夷的毛納洛峰正式啟用，是亞洲首座專門研究宇宙學的望遠鏡。
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在加法夏望遠鏡上的「廣角紅外線相機」使得大尺度紅外線成像普查得以進行，在恆星形成、星系結構與演化、宇宙大尺度結構等領域造成突破性的大變革。
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為提供理論天文物理研究與教育的一個整合性規畫，高等理論天文物理研究中心於2004年成立。
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「阿塔卡瑪大型毫米波及次毫米波陣列」是目前最大的地面望遠鏡興建計畫。此儀器將是研究早期宇宙遺留輻射、恆星形成與演化、行星系統、星系、甚至生命起源的利器。
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本所自2008年起與 Subaru 望遠鏡團隊合作，負責廣角可見光相機Hyper Suprime-Cam（HSC）。HSC主要的科學目標將是對大範圍天區進行弱重力透鏡研究, 進而了解暗物質及暗能量的特性。
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本所特長基線干涉計畫連結了「次毫米波陣列 」，「阿塔卡瑪大型毫米波及次毫米波陣列」，與「格陵蘭望遠鏡」形成三角形將可對超大質量黑洞事件視界進行成像。
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計算天文物理為中研院天文所、數學所以及台大數學系共同合作的主題計畫，主要目標是要針對天文物理問題而發展的高效能計算流體力學及磁流體力學程式碼。
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