گروه‌های پژوهشی
گروه نجوم و کیهان‌شناسی رصدی
تمرکز این گروه بر مطالعه‌ی تشکیل و تحول کهکشانها با بهره‌گیری از رصد در طول موج های مختلف است که گستره‌ی وسیعی از طول موج‌های بلند مانند رادیویی، متوسط مانند نور مرئی و طول‌موج کوتاه مانند پرتوهای ایکس را شامل می‌شود. این گروه تنها گروه تحقیقاتی کشور است که توانسته است با ارائه پیشنهادهای رصدی به بزرگترین رصدخانه های جهان و تلسکوپ های زمینی و فضایی، به مطالعه خوشه‌های کهکشانی و نحوه توزیع ماده‌ی تاریک، مطالعه‌ی هسته مرکزی کهکشان‌های فعال و سیاه‌چاله‌های بسیار پرجرم بپردازد. این مطالعات با هدف درک تشکیل و تحول ساختارهای ستاره‌ای در عالم و تأثیر محیط بر آن انجام می‌گیرد. آزمودن نظریه‌های تشکیل و تحول کهکشانها که بطور مستقیم در شبیه‌سازی های کیهان‌شناسی استفاده می‌شود، توسط داده های رصدی، از اهداف بلند‌مدت این گروه است.
گروه اخترفیزیک و نجوم محاسباتی
مأموریت گروه اخترفيزيك و نجوم محاسباتی فعالیت پژوهشی در زمینه‌ی اخترفیزیک با رویکردی جدید است که در آن محاسبات رایانه‌ای و شبیه سازی‌های اخترفیزیکی و کیهان‌شناسی جایگاه ویژه‌ای دارند. ستاره‌ها و کهکشانها آزمایشگاه‌های بزرگی هستند که فرآیندهای پیچیده مولکولی، اتمی و هسته‌ای در آنها در مقیاسی دست‌نیافتنی برای بشر انجام می‌گیرد. درک پدیده‌های اخترفیزیک با شبیه‌سازی، رویکرد این گروه پژوهشی برای رمزگشایی از فرآیندهای تحول ستاره‌ای و نحوه توزیع ماده‌ی تاریک، مطالعه‌ی دیسک‌های برافزایشی ، و جت‌های ناشی از هسته‌های کهکشانی فعال و یا دیسک‌های اطراف سیاه‌چاله‌های اخترفیزیکی است. ارایه مدلهای جدید یا اصلاح مدل های موجود تشکیل و تحول ستارگان و عوامل موثر در ستاره زایی و غنی سازی فلزی عالم و محک این مدل ها با استفاده از داده های بدست آمده در گروه نجوم و کیهان شناسی رصدی از مهمترین اهداف تشکیل این گروه پژوهشی است. استفاده از امکانات محاسباتی موجود در پژوهشکده نجوم و پژوهشگاه دانشهای بنیادی و تورین محاسباتی و گسترش آن برای انجام مطالعات در حوزه اخترفیزیک انرژی های بالا نظیر هیدرودینامیک مغناطیسی از دیگر اهداف این گروه است. دیسک های برافزایشی اطراف هسته های مرکزی سیاهچاله در مقیاس های متفاوت از سیاه چاله های کم جرم تا هسته های کهکشانی فعال ، نحوه فروریزش ماده به سیاه چاله ها و پرتاب این مواد به محیط میان ستاره ای و میان کهکشانی از طریق مطالعات عددی از برنامه های راهبردی این گروه است. مدل سازی برای درک تشکیل سیارات فرامنظومه که با استفاده از تلسکوپ کپلر و گایا مشاهده شده اند، نحوه پخش مواد آلی در محیط میان ستاره ای بعنوان مواد اولیه تشکیل حیات پیچیده از چشم اندازهای تحقیقاتی این گروه رصدی است.
گروه کیهان‌شناسی نظری و گرانش
مأموریت این گروه پژوهشی گسترش فعالیت های تحقیقاتی در مرزهای دانش در زمینه تشکیل عالم و به‌خصوص لحظات نخستین تشکیل کیهان است. ارائه و آزمودن نظریه‌های کیهان‌شناسی مانند مدلهای مختلف تورمی و مدل‌هایی که ناهمگنی و ناهمسانگردی در تابش زمینه کیهانی و تشکیل ساختار را پیش‌بینی می‌کنند، از جمله‌ی این موارد است. تمرکز اصلی این گروه پژوهشی بر مدلهای تورمی به عنوان مکانیزم (ساز و کار) غالب در آفرینش کیهان در زمان‌های نخستین، تشکیل بذرهای اولیه روی تابش زمینه کیهانی و تشکیل ساختارهای بزرگ مقیاس است. در طی سال‌های اخیر مشاهدات دقیقی توسط ماهواره پلانک روی اختلالات تابش زمینه انجام شده است. بررسی قیدهای ناشی ازاین مشاهدات رصدی روی مدلهای کیهان اولیه و مدل استاندارد مبتنی بر انرژی تاریک و ماده تاریک، یکی دیگر از اولویت‌های پژوهشی این گروه است. پژوهش در زمینه تشکیل ساختار در آینده نزدیک بسیار پرطرفدار خواهد بود. سرمایه‌گذاری در این زمینه و یافتن تعاملی بین فرایند تشکیل ساختار با کیهان اولیه و نسبیت عام از دیگر برنامه‌های پژوهشی مورد نظر این گروه است.