黃授書在天文學多個領域作出出色工作。他與天體光譜學家O·斯特魯維合作,作了很多恆星尤其是密近雙星如漸台二、角宿一等的研究工作。1963年,他在《“漸台二”的一種解釋》一文中,提出盤狀星模型,後為天文學界廣泛采。1976年在英國召開的一次國際密近雙星討論會開幕詞中,這項成就被列為“密近雙星”研究史中八個里程碑之一。1961年,從理論上預言“紅外星”的存在。根據普朗克輻射定律,黑體的溫度越低,輻射的主要部分就越向長波區(即紅區)移動,因此相當多的紅外星是有效溫度很低的晚型星。還有一些紅外星,其輻射不符合黑體輻射定律,而顯現出明顯的紅外色余。這可作如下解釋:在星體周圍存在著塵埃和氣體分子雲,它們吸收中心星發射的紫外線和可見光能量,再以紅外波輻射出去。這些物質可能來源於原恆星形成的剩餘物,例如來源於獵戶座BN天體和金牛座T型變星這樣一些紅外天體;也可能是從中心星拋射出來的(見質量損失),如鯨魚座o和IRC 10216的周圍的塵埃殼。紅外星主要是一些紅色超巨星、長周期變星、碳星、淹沒在濃密塵氣吸光雲中的O、B型星(見恆星光譜分類)、B型發射星、爆發後不久的新星、老新星、金牛座T型變星和獵戶座BN天體等。它們中的一部分或者是年輕的正在形成中的恆星,或者是年老的走向滅亡的恆星。因此對紅外星的研究是天體演化學中十分重要的一環。1965年,彭齊亞斯和威爾遜發現宇宙微波背景輻射;美國諾伊吉保爾-馬爾茨和萊頓等發現紅外星,如天鵝座NML、金牛座NML等,證實黃授書的理論預言。黃授書對原子物理、恆星大氣、恆星光譜、密近雙星、行星系形成等作過較多的研究,發表論文120餘篇。
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