Céu noturno (AO 1945: nocturno) refere-se ao céu visto à noite. É associado à astronomia com referência às massas celestes, como estrelas, planetas e a Lua, que se tornam visíveis após o pôr-do-sol. Esses objetos se tornam uma única fonte de luz natural à noite quando não há tempestades ou grandes cometas.

O céu noturno e seu estudo têm um lugar histórico nas culturas antiga e moderna. No passado, agricultores usavam o céu noturno como um calendário para saber quando plantar ou colher. Muitas culturas desenharam constelações nas estrelas do céu, associando-as com suas lendas, mitologia e deidades.

A astrologia, desenvolvida desde os tempos antigos, é baseada na crença de que relações entre corpos celestes influenciam ou podem fornecer informações sobre o que acontece na Terra. O estudo científico do céu noturno e dos corpos celestes é uma parte da astronomia.

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O céu noturno, repleto de estrelas e outros corpos celestes, sempre provocou interesse. Do astrônomo ao simples observador, é o momento de refletir que o Universo é maior do que a Terra, a Lua e o Sol; a observação do céu noturno sempre instigou, desde os tempos antigos, a curiosidade sobre a origem de tudo, desde os seres humanos ao próprio Universo. Para outros, apenas é um ótimo momento para descansar e dormir.

Existem milhares de estrelas visíveis no céu noturno, milhares de pontos brancos que parecem estar equidistantes da superfície terrestre, presos a uma abóbada, mas que estão, na realidade, tão distantes que é impossível para o olho humano estimar sua real distância e diferenciar as estrelas mais próximas das mais distantes. Embora, à primeira vista, todas as estrelas pareçam brancas devido ao seu fraco brilho, um olhar mais cuidadoso revela que as mais brilhantes podem ser azuis, brancas, amarelas, alaranjadas ou vermelhas.

Os corpos celestes são melhor observados com o céu límpido; a presença de nuvens pode atrapalhar uma boa observação noturna. Porém, a partir do século XX, um obstáculo mais sério à observação do céu profundo surgiu: a poluição luminosa. Para evitá-la, os maiores telescópios são instalados em regiões onde não há população fixa e em locais onde a poluição atmosférica e a umidade sejam mínimas, como desertos e cume de altas montanhas. As mesmas condições também são requeridas para a astronomia amadora, onde uma boa adaptação dos olhos ao escuro é necessária; pode levar vários minutos para que o olho se acostume com a escuridão e seja capaz de observar as estrelas mais fracas (de magnitude aparente em torno de 6).