A polarização da luz na astronomia foi observada na luz das estrelas pelos astrônomos William Hiltner e John S. Hall em 1949 . Posteriormente, as teorias desenvolvidas por Jesse Greenstein e Leverett Davis, Jr. tornaram possível rastrear campos magnéticos interestelares a partir de dados de polarização . Embora a radiação térmica integrada de uma estrela geralmente não seja polarizada na fonte, a poeira interestelar pode ser alinhada por um campo magnético, impondo-lhe, assim, a grandes distâncias, uma polarização por um fenômeno de difusão . Também é possível que a luz seja polarizada na fonte, se a fotosfera for assimétrica, por meio da polarização do membro . Para estrelas do tipo Ap , uma polarização planar emanando diretamente da fonte é observada.
Em termos de luz do sol , as polarizações circular e linear (in) foram observadas. A polarização circular se deve em grande parte aos efeitos de transmissão e absorção em regiões fortemente magnéticas de sua superfície. Outro mecanismo que produz esse tipo de polarização é o mecanismo de alinhamento de orientação .
A luz do espectro solar é linearmente polarizada em diferentes pontos da superfície, pelo efeito de polarização do membro , mas considerada globalmente, essas polarizações se anulam. A polarização linear em linhas espectrais (linhas espectrais) geralmente surge do espalhamento anisotrópico de fótons em átomos e íons que podem se tornar polarizados por essa interação. O espectro linearizado do Sol é freqüentemente referido como o espectro solar secundário .
O efeito Hanle faz com que a polarização atômica possa ser alterada por campos magnéticos fracos, então a polarização dos fótons espalhados também pode ser alterada. Isso fornece uma ferramenta para o estudo de campos magnéticos estelares .
As fontes de radiação astronômica de luz coerente também mostram polarização, por exemplo em masers astronômicos de hidroxila ou metanol, bem como luz incoerente, por exemplo em galáxias ativas e radiação de rádio de pulsares (que é, no entanto, coerência especulada). Além de fornecer informações sobre emissão e espalhamento de radiação , a polarização sondas o campo magnético interestelar em nossa galáxia, bem como em radiogaláxias, por meio do efeito Faraday .
A polarização do fundo difuso cósmico também é usada para estudar a física do início do universo. Sugere-se que as fontes astronômicas de luz polarizada são responsáveis pela quiralidade das moléculas biológicas na Terra.