프롤로그. 별빛이라는 먼 증언

1장. 별의 색을 읽는 첫 번째 질문
1절. 눈에 보이는 색과 별의 실제 빛
2절. 붉음과 푸름이 뜻하는 온도
3절. 사진의 색과 물리량의 경계
4절. 서로 다른 색을 비교하는 작은 관측 실험

2장. 빛을 숫자로 바꾸는 온도계
1절. 파장과 에너지의 분포
2절. 흑체와 별의 연속 스펙트럼
3절. 필터와 색지수의 계산
4절. 온도 하나에 여러 관측값을 모으는 이유

3장. 스펙트럼의 어두운 줄과 밝은 줄
1절. 흡수선이 생기는 조건
2절. 원소의 흔적과 분광형
3절. 이동하는 선과 별의 속도
4절. 선폭과 미세한 차이를 재는 계기

4장. 시차가 만든 별까지의 거리
1절. 움직이는 관측자의 기하학
2절. 파섹과 광년의 정확한 역할
3절. 작아지는 시차와 커지는 불확실성
4절. 한 가지 거리값에 과도한 확신을 주지 않는 법

5장. 밝기의 착시와 실제 광도
1절. 겉보기 밝기에서 광도로
2절. 등급과 거리지수를 읽는 법
3절. 먼지가 훔쳐 가는 빛
4절. 보이지 않는 파장까지 더하는 광도

6장. 색과 광도로 재는 별의 몸집
1절. 넓은 표면이 더하는 빛
2절. 뜨거운 작은 별과 차가운 큰 별
3절. 모형 밖에서 반지름을 확인하는 법
4절. 크기와 질량이 다른 이유

7장. 별들을 한 장에 놓는 분류 지도
1절. 색과 절대등급도의 두 축
2절. 주계열·거성·백색왜성의 자리
3절. 점과 띠가 실제로 말하는 것
4절. 성단이 제공하는 공동의 기준

8장. 별의 탄생과 오래 머무는 시기
1절. 차가운 구름과 원시별
2절. 핵융합이 안정된 주계열
3절. 질량이 바꾸는 별의 시간표
4절. 질량을 직접 재는 일이 어려운 까닭

9장. 색과 광도가 바뀌는 진화
1절. 주계열을 떠나는 이유
2절. 거성·초거성과 분기되는 결말
3절. 백색왜성이 남기는 마지막 빛
4절. 별의 나이를 한 숫자로 적을 때 생기는 문제

10장. 망원경마다 다른 우주를 보는 법
1절. 지상 관측의 장점과 대기의 대가
2절. 우주망원경과 파장별 역할
3절. 노출·분광·시계열의 세 가지 관측
4절. 관측 계획을 과학적 질문에서 거꾸로 설계하기

11장. 별의 데이터에서 다시 우주로
1절. 거대한 목록에 들어 있는 열들
2절. 변광성과 거리사다리의 연결
3절. 카탈로그를 재현 가능한 자료로 읽기
4절. 공개되지 않은 결과와 현재의 기준일

12장. 오차와 가설을 읽는 별빛의 문법
1절. 우연오차와 계통오차의 구별
2절. 모형이 달라지면 달라지는 결론
3절. 한 개의 별에서 우주 전체로 건너갈 때
4절. 검증 가능한 설명으로 마무리하는 법

에필로그. 측정한 만큼만 말하는 우주의 독자