Астрополяриме́три́я, раздел астрофизики, в котором исследуется поляризация излучения небесных объектов. Поляризация излучения космических источников несёт информацию о величине и геометрии магнитного поля, химическом составе, концентрации, форме и размерах рассеивающих излучение частиц и др. Поляризацию часто описывают при помощи параметров Стокса, которые равны величине потока излучения с заданным направлением поляризации.

Поляриметрические наблюдения ведутся во всех диапазонах длин волн – от радио- до гамма-диапазона. Измерения осуществляют визуальными, фотографическими и электрофотометрическими методами, после того как исследуемое излучение проходит через анализатор – двоякопреломляющий кристалл или поляроид. Визуальный метод успешно использовался для изучения поляризации излучения планет или комет, но для современной профессиональной астрономии он является малоэффективным. Фотографический метод применяется для измерений поляризации излучения в отдельных точках солнечной короны, галактических туманностей и галактик; электрофотометрический метод – главным образом для измерений поляризации света звёзд. При фотографическом методе измеряют плотность изображений объекта, полученных при трёх углах положения анализатора. Электрофотометрическим способом измеряют изменения светового потока при быстром вращении анализатора.

В оптических поляриметрах сигналы с ортогональными поляризациями проходят в системе один и тот же путь. В радиоастрономии активно применяется корреляционный метод. Приёмники радиоизлучения в силу конструктивных особенностей чувствительны только к одному компоненту поляризации потока (вертикальной или горизонтальной линейной, правой или левой круговой поляризации), поэтому ортогональные компоненты поляризации приходится регистрировать раздельно, пропуская сигнал по разным физическим каналам с разными параметрами. Для увеличения точности проводят прямые измерения поляризованной компоненты путём корреляции ортогональных поляризаций. Основные принципы поляриметрии в субмиллиметровом, инфракрасном, ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах заимствованы из поляриметрии оптического и радиодиапазонов.

Поляризация излучения астрономических источников имеет различную природу. Тепловое излучение, генерируемое хаотически распределёнными атомами и электронами, всегда не поляризовано. Циклотронное излучение космических источников, генерируемое системой электронов, вращающихся в магнитном поле, имеет круговую поляризацию. Синхротронное излучение электронов линейно поляризовано. Спектральные линии атомов и молекул в магнитном поле расщепляются на несколько компонентов (эффект Зеемана), поляризованных линейно, эллиптически или по кругу в зависимости от угла между направлением напряжённости поля и лучом зрения.

Поляризация электромагнитного излучения меняется при распространении в межзвёздной среде. Неполяризованное излучение частично поляризуется из-за рассеяния на электронах, атомах, молекулах и пылинках. Межзвёздный газ пронизан магнитным полем, поэтому при распространении в нём излучения позиционный угол линейной поляризации вращается вследствие эффекта Фарадея пропорционально величине магнитного поля и концентрации частиц. По фарадеевскому вращению оценено магнитное поле Галактики (примерно 1 мкГс), поле в остатках сверхновых, а также магнитное поле некоторых радиогалактик. Развитие радиоинтерферометрии позволило измерять фарадеевским методом магнитные поля и характеристики плазмы в окрестностях активных ядер галактик.

В Солнечной системе поляриметрические измерения позволяют изучать облачный покров планет, кометы, зодиакальный свет и другие объекты. Поляризация излучения комет объясняется рассеянием солнечного света на асимметричных пылинках в голове и хвосте кометы, а также на молекулах плотной газовой оболочки, окружающей ядро кометы.

С помощью поляризационных измерений мазерного излучения межзвёздных молекул изучается магнитное поле в областях звездообразования и в околозвёздных оболочках. Излучение космических мазеров обладает очень сильной (иногда до 100 %) линейной и круговой поляризацией. Когерентное радиоизлучение пульсаров, как правило, сильно поляризовано, со степенью поляризации, доходящей до 100 %.

Излучение галактик в целом и их ядер поляризовано в радио- и оптическом диапазонах. У нормальных галактик линейная поляризация связана, скорее всего, с межзвёздной пылью. Значительной линейной поляризацией ядер (до 6 % в радиодиапазоне и 30 % в оптическом диапазоне) обладают сейфертовские галактики, квазары, лацертиды. У ряда галактик с активными ядрами наблюдается сильная (примерно до 50 %) линейная поляризация радиоизлучения компактных оптически прозрачных релятивистских струй, выброшенных из области ядра (см. рисунок). Это излучение имеет синхротронную природу. Максимальная величина степени круговой поляризации радиоизлучения компактной релятивистской струи на миллисекундных угловых масштабах обнаружена у галактики 3C84 (около 3 %). Она объясняется, скорее всего, преобразованием линейной поляризации в круговую за счёт эффекта Фарадея.