Chybu v určení radiálnej rýchlosti znížili na ± 1 km/s.

Objav rozštiepenia spektrálnych čiar účinkom magnetického poľa (Zeemanov jav), ktorý teoreticky predpovedal roku 1892 Hendrik Antoon Lorentz (1835-1928) a experimentálne potvrdil roku 1896 holandský fyzik Pieter Zeeman (1865-1943 ), umožnil roku 1908 dokázať prítomnosť magnetických poli v oblasti slnečných škvŕn (George Ellery Hale, 1868-1938).

Pre astrofyziku mal zásadný význam aj rozvoj fotometrických metód na určovanie jasnosti hviezd. Metódu na vizuálne určenie zdanlivej jasnosti premenných hviezd odvodil F. W. A. Argelander. Presnú definíciu hviezdnych veľkostí zaviedol roku 1856 Norman Robert Pogson (1829-1891). Prvý vizuálny hviezdny fotometer zostrojil roku 1861 Johann Karl Friedrich Zöllner (1834-1882). Presne zmerané zdanlivé jasnosti 4 260 hviezd uverejnil roku 1884 E. Ch. Pickering v katalógu Harvard Photometry. Potsdamer Pkotometrische Durchmusterung, veľmi presný fotometrický katalóg 14 199 hviezd, zostavil v rokoch 1894-1907 Gustaw Müller (1851-1925) a Paul Kempf (1856-1936). Zrevidovaný a doplnený harvardský katalóg E. H. Pickeringa vyšiel roku 1908 s názvom Harvard Revised Photometry; obsahuje zdanlivé jasnosti všetkých hviezd oblohy do 6,5 magnitúdy (9 110 hviezd) a ďalších 36 682 slabších hviezd. Presnú fotografickú metódu určenia jasnosti hviezd meraním hustoty sčernenia obrazov hviezd na negatíve vynašiel riaditeľ observatória v Göttingene Karl Schwarzschild (1873-1916). Jeho katalóg fotografických zdanlivých jasností 3 689 hviezd Göttinger Actinometrie vyšiel roku 1910. Najpresnejšiu fotoelektrickú fotometriu zaviedli pri meraniach jasnosti premenných hviezd roku 1913 v Berlíne Paul Guthnick (1879-1947) a v Tubingene W. F. Meyer a H. Rosenberg. Účinnosť tejto fotoelektrickej metódy sa podstatne zvýšila objavom fotonásobiča roku ĺ940. Na dosiahnutie jednotnej fotometrickej škály zdanlivých jasností hviezd navrhol Frederik H. Seares(1873-1964) používal veľmi presne zmerané magnitúdy hviezd z oblasti severného svetového pólu. Searesov katalóg veľmi presne zmeraných fotografických jasností 617 hviezd do 20. magnitúdy a fotovizuálnych jasností 339 hviezd do 18. magnitúdy z oblasti severného svetového pólu (severná polárna sekvencia, NPS) prijala roku 1922 Medzinárodná astronomická únia za štandardnú fotometrickú škálu. Moderný fotometrický UBV systém zaviedol roku 1953 Harold Lester Johnson(1921-1980) a William Wilson Morgan (nar. 1906) na základe svojich fotoelektrických pozorovaní.

Veľmi účinným teoretickým nástrojom modernej astrofyziky je Hertzsprungov-Russellov diagram, vyjadrujúci vzťah medzi spektrálnym typom a svietivosťou hviezd. Zostrojil ho roku 1913 Henry Norris Russell (1887-1957), vychádzajúc z výsledkov, ktoré dosiahol dánsky astronóm Ejnar Hertzsprung (1873-1967).