Raymond Davis Jr. construye en una mina profunda de Homestake, Dakota del Sur, un detector de neutrinos solares consistente en un enorme tanque subterráneo de tetracloroetileno, diseñado para detectar las rarísimas interacciones entre neutrinos procedentes del Sol y los átomos de cloro del líquido. Davis publica en 1968 las primeras detecciones de neutrinos solares, confirmando experimentalmente por primera vez que el Sol genera energía mediante fusión nuclear según predicen los modelos teóricos, aunque detecta sistemáticamente solo un tercio de los neutrinos esperados —discrepancia que permanecería sin explicación durante más de treinta años hasta el descubrimiento de que los neutrinos cambian de tipo (oscilación de neutrinos) durante su viaje desde el Sol—. Masatoshi Koshiba, en la Universidad de Tokio, construye el detector Kamiokande, instrumento mucho más sensible que confirma de forma independiente los neutrinos solares y detecta además, en 1987, neutrinos procedentes de una supernova en la Gran Nube de Magallanes, primera detección directa de neutrinos de origen extrasolar distinto al Sol. Riccardo Giacconi, trabajando de forma independiente sobre una rama distinta de la astronomía observacional, desarrolla telescopios de rayos X embarcados en satélites y descubre las primeras fuentes cósmicas de rayos X fuera del sistema solar en 1962, fundando la astronomía de rayos X como disciplina observacional. Juntos, estos trabajos abren las astronomías de neutrinos y rayos X como ventanas observacionales del universo complementarias a la luz visible tradicional.