南京大学天文学专业是中国天文学研究的重要基地之一，其研究方向涵盖了天文学的多个重要领域，包括以下几个方面：

恒星物理：这是天文学的基础研究领域之一，主要研究恒星的形成、演化、结构和物理性质。南京大学在这个方向上有深厚的研究积累，包括恒星大气模型、恒星内部结构、恒星震荡和恒星风等方面的研究。

星系物理：这个方向主要研究星系的形成、演化和物理性质，包括星系的结构、动力学、化学丰度分布、星形成活动等。南京大学在这个方向上的研究涵盖了从本地星系到高红移星系的广泛范围。

宇宙学：这个方向主要研究宇宙的大尺度结构和演化，包括宇宙的起源、演化、几何结构和未来命运等。南京大学在这个方向上的研究包括暗物质、暗能量、宇宙背景辐射、大尺度结构形成等前沿问题。

天文观测技术与方法：这个方向主要研究天文观测的新方法、新技术和新设备，包括射电天文、光学天文、红外天文、紫外天文、X射线天文和伽马射线天文等。南京大学在这个方向上的研究包括望远镜设计、探测器研发、数据处理方法等。

行星科学：这个方向主要研究太阳系内外的行星和小行星，包括行星的形成、演化、内部结构和大气环境等。南京大学在这个方向上的研究包括行星系统的形成和演化、行星大气的遥感观测、行星表面的地质活动等。

天体粒子物理：这个方向主要研究宇宙中的高能粒子和辐射，包括宇宙线、伽马射线暴、中微子等。南京大学在这个方向上的研究包括高能粒子的产生机制、传播过程、探测技术和数据分析方法等。

总的来说，南京大学天文学专业的研究方向既包括了天文学的基础理论问题，也包括了天文学的前沿应用问题，涵盖了从微观粒子到宏观宇宙的广泛范围。