星系的定義恒星系或稱星系，是宇宙中龐大的
星星的“島嶼”，它也是
宇宙中最大、最美麗的天體系統(tǒng)之一。到目前為止，人們已在宇宙觀測(cè)到了約一千億個(gè)星系。它們中有的離我們較近，可以清楚地觀測(cè)到它們的結(jié)構(gòu)；有的非常遙遠(yuǎn)，目前所知最遠(yuǎn)的最系離我們有近兩百億
光年。
按照宇宙大爆炸理論，第一代星系大概形成于
大爆炸發(fā)
生后十億年。在宇宙誕生的最初瞬間，有一次原始能量的爆發(fā)。隨著宇宙的膨脹和冷卻，引力開始發(fā)揮作用，然后，幼年宇宙進(jìn)入一個(gè)稱為“暴漲”的短暫階段。原
始能量分布中的微小漲落隨著宇宙的暴漲也從微觀尺度急劇放大，從而形成了一些“溝”，星系團(tuán)就是沿著這些“溝”形成的。
哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的遙遠(yuǎn)的年輕星系照片，其中包含有正在形成中的
星系團(tuán)（原星系）。
十八個(gè)正在形成中的星系團(tuán)的單獨(dú)照片。每個(gè)團(tuán)快距地球約一百十億光年。
著名的“哈勃深空”照片。展示了一千多個(gè)在宇宙形成后不到十億年內(nèi)形成的年輕星系。
哈勃深空?qǐng)D片。箭頭所指的可能是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最遙遠(yuǎn)的星系。
阿貝爾2218星系群。照片反映了宇宙中的“
引力透鏡”現(xiàn)象。
兩個(gè)相鄰的星系NGC1410、NGC1409因引力作用而互相吸取物質(zhì)。
隨著暴漲的轉(zhuǎn)瞬即逝，宇宙又回復(fù)到如今日所見的那樣通常的膨脹速率。在宇宙誕生后的第一秒鐘，隨著宇宙的持續(xù)膨脹冷卻，在能量較為“稠密”的區(qū)域，大量
質(zhì)子、
中子和
電子從背景能量中凝聚出來(lái)。一百秒后，質(zhì)子和中子開始結(jié)合成氦原子核。在不到兩分鐘的時(shí)間內(nèi)，構(gòu)成
自然界的所有原子的成分就都產(chǎn)生出來(lái)了。大約再經(jīng)過(guò)三十萬(wàn)年，宇宙就已冷卻到氫原子核和氦原子核足以俘獲電子而形成
原子了。
這些原子在引力作用下緩慢地聚集成巨大的纖維狀的云。不久，星系就在其中形成了。大爆炸發(fā)生過(guò)后十億年，氫云和氦云開始在引力作用下集結(jié)成團(tuán)。隨著云團(tuán)的
成長(zhǎng)，初生的星系即原星系開始形成。那時(shí)的宇宙較小，各個(gè)原星系之間靠得比較近，因此相互作用很強(qiáng)。于是，在較稀薄較大的云中凝聚出一些較小的云，而其余
部分則被鄰近的云所吞并。
同時(shí)，原星系由于氫和氦的不斷落入而逐漸增大。原星系的質(zhì)量變得越大，它們吸引的氣體也就越多。一個(gè)個(gè)云團(tuán)各自的運(yùn)動(dòng)加上它們之間的相互作用，最終使得原
星系開始緩慢自轉(zhuǎn)。這些云團(tuán)在引力的作用下進(jìn)一步坍縮，一些自轉(zhuǎn)較快的云團(tuán)形成了盤狀；其余的大致成為橢球形。這些原始的星系在獲得了足夠的物質(zhì)后，便在
其中開始形成
恒星。這時(shí)的宇宙面貌與今天便已經(jīng)差不多了。星系成群地聚集在一起，就像我們地球上海洋中的群島一樣鑲嵌在宇宙空間浩瀚的氣體云中，這樣的星系團(tuán)和星系際氣體伸展成纖維狀的結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度可以達(dá)到數(shù)億光年。如此大尺度的星系的群集在廣闊的空間呈現(xiàn)為球形。
宇宙中沒有兩個(gè)星系的形狀是完全相同的，每一個(gè)星系都有自己獨(dú)特的外貌。但是由于星系都是在一個(gè)有限的條件范圍內(nèi)形成，因此它們有一些共同的特點(diǎn)，這使人們可以對(duì)它們進(jìn)行大體的分類。在多種星系分類系統(tǒng)中，天文學(xué)家
哈勃于1925年提出的分類系統(tǒng)是應(yīng)用得最廣泛的一種。哈勃根據(jù)星系的形態(tài)把它們分成三大類：
橢圓星系、
旋渦星系和
不規(guī)則星系。
橢圓星系分為七種類型，按星系橢圓的扁率從小到大分別用E0-E7表示，最大值7是任意確定的。該分類法只限于從地球上所見的星系外形，原因是很難確定橢
圓星系在空間中的角度。旋渦星系分為兩族，一族是中央有棒狀結(jié)構(gòu)的棒旋星系，用SB表示；另一種是無(wú)棒狀結(jié)構(gòu)的旋渦星系，用S表示。這兩類星系又分別被細(xì)
分為三個(gè)次型，分別用下標(biāo)a、b、c表示星系核的大小和旋臂纏繞的松緊程度。不規(guī)則星系沒有一定的形狀，而且含有更多的塵埃和氣體，用Irr表示。另有一
類用S0表示的透鏡型星系，表示介于橢圓星系和旋渦星系之間的過(guò)渡階段的星系。
屬E0型橢圓星系的NGC4552。該星系位于室女座。
NGC4486，同樣位于室女座，屬E1型橢圓星系。
NGC4479屬于E4型橢圓星系，位于室女座。
NGC205橢圓星系，屬于E6型，位于
仙女座。
位于
六分儀座的NGC3115，屬E7型橢圓星系，也有把它歸為S0型的。
位于
獅子座的NGC3623，屬Sa型旋渦星系。
屬Sb型的NGC3627旋渦星系，位于獅子座。
獵犬座的NGC5194旋渦星系，屬Sc型。左側(cè)是一個(gè)
矮星系。
NGC3351位于獅子座，屬SBb型棒旋星系。
SBc型棒旋星系NGC3992，位于獅子座。
銀河系的衛(wèi)星系“
大麥哲倫云”，屬不規(guī)則星系。
NGC3034不規(guī)則星系，位于
大熊星座。
宇宙中的大部分大星系都是旋渦星系，其次是橢圓星系，不規(guī)則星系占的比較最小。旋渦星系自轉(zhuǎn)得比較快，其盤面中含有大量塵埃和氣體，這些物質(zhì)聚集成能供恒
星形成的區(qū)域。這些區(qū)域發(fā)育出含有許多藍(lán)星的旋臂，所以盤面的顏色看上去偏藍(lán)。而在其棒狀結(jié)構(gòu)和中央核球上稠密地分布著許多年老的恒星。與旋渦星系相比，
橢圓星系自轉(zhuǎn)得非常慢，其結(jié)構(gòu)是均勻而對(duì)稱的，沒有
旋臂，塵埃和氣體也極少。造成這種局面的原因是早在數(shù)十億年前恒星迅速形成時(shí)就已經(jīng)將橢圓星系中的所有塵埃和氣體消耗完了。其結(jié)果是造成這些星系中無(wú)法誕生新的恒星，因此橢圓星系中包含的全都是老年恒星。
宇宙中約有十億個(gè)星系的中心有一個(gè)超大質(zhì)量的
黑洞，這類星系被稱為“活躍星系”。類星體也屬于這類星系。
此外還有一類個(gè)子矮小的“矮星系”。這類星系不象大型星系那樣明亮，但其數(shù)量非常多。銀河系附近有許多矮星系，其數(shù)量比所有其它類型星系之和都多。在鄰近的星系團(tuán)中也已發(fā)現(xiàn)了大量的矮星系。其中一些形狀規(guī)則，多半都含有星族II的恒星；形狀不規(guī)則的矮星系一般含有明亮的
藍(lán)星。
星系的形狀一般在其誕生之時(shí)就已經(jīng)確定了，此后一直都保持著相對(duì)穩(wěn)定，除非發(fā)生了星系碰撞或鄰近星系的引力干擾。
橢圓星系/橢球星系(EllipticalGalaxy,E-typeGalaxy)
橢圓星系是
河外星系的
一種，呈圓球型或橢球型。中心區(qū)最亮，亮度向邊緣遞減，對(duì)距離較近的，用大型望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡可以分辨出外圍的成員恒星。同一類型的河外星系，質(zhì)量差別很大，
有巨型和矮型之分。其中以橢圓星系的質(zhì)量差別最大：質(zhì)量最小的矮橢圓星系和球狀星團(tuán)相當(dāng)，而質(zhì)量最大的超巨型橢圓星系可能是宇宙中最大的恒星系統(tǒng)；質(zhì)量范
圍約為太陽(yáng)的千萬(wàn)倍到百萬(wàn)億倍，
光度幅度范圍從絕對(duì)星等-9等到-23等。橢圓星系質(zhì)量光度比約為50~100，而旋渦星系的質(zhì)光比約為2~15。表明橢圓星系的產(chǎn)能效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于旋渦星系。橢圓星系的直徑范圍是1~150千秒差距。總
光譜型
為K型，是紅巨星的光譜特征。顏色比旋渦星系紅，說(shuō)明年輕的成員星沒有旋渦星系里的多，由星族II天體組成，沒有或僅有少量星際氣體和星際塵埃，橢圓星系
中沒有典型的星族I天體藍(lán)巨星。橢圓星系根據(jù)哈勃分類，按其橢率大小分為E0、E1、E2、E3、…、E7共八個(gè)次型，E0型是圓星系，E7是最扁的橢圓
星系。同一類型的河外星系，質(zhì)量差別很大，有巨型和矮型之分，其中以橢圓星系的質(zhì)量差別最大。質(zhì)量最小的矮橢圓星系和球狀星團(tuán)相當(dāng)，而質(zhì)量最大的超巨型橢
圓星系可能是宇宙中最大的恒星系統(tǒng)，質(zhì)量范圍約為太陽(yáng)的千萬(wàn)倍到百萬(wàn)億倍，光度幅度范圍從絕對(duì)星等-9等到-23等。橢圓星系質(zhì)量光度比約為
50~100，而旋渦星系的質(zhì)光比約為2~15。這表明橢圓星系的產(chǎn)能效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于旋渦星系。橢圓星系的直徑范圍是1~150千秒差距。總光譜型為K型，
是紅巨星的光譜特征。顏色比旋渦星系紅，說(shuō)明年輕的成員星沒有旋渦星系里的多，由星族II天體組成，沒有或僅有少量星際氣體和星際塵埃，橢圓星系中沒有典
型的星族I天體藍(lán)巨星。關(guān)于橢圓星系的形成，有一種星系形成理論認(rèn)為，橢圓星系是由兩個(gè)旋渦扁平星系相互碰撞、混合、吞噬而成。天文觀測(cè)說(shuō)明，旋渦扁平星
系盤內(nèi)的恒星的年齡都比較輕，而橢圓星系內(nèi)恒星的年齡都比較老，即先形成旋渦扁平星系，兩個(gè)旋渦扁平星系相遇、混合后再形成橢圓星系。還有人用計(jì)算機(jī)模擬
的方法來(lái)驗(yàn)證這一設(shè)想，結(jié)果表明，在一定的條件下，兩個(gè)扁平星系經(jīng)過(guò)混合的確能發(fā)展成一個(gè)橢圓星系。加拿大天文學(xué)家考門迪在觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)，某些比一般橢圓星
系質(zhì)量大的多的巨橢圓星系的中心部分，其亮度分布異常，仿佛在中心部分另有一小核。他的解釋就是由于一個(gè)質(zhì)量特別小的橢圓星系被巨橢圓星系吞噬的結(jié)果。但
是，星系在宇宙中分布的密度畢竟是非常低的，它們相互碰撞的機(jī)會(huì)極小，要從觀測(cè)上發(fā)現(xiàn)兩個(gè)星系恰好處在碰撞和吞噬階段是是非常困難的。所以，這種形成理論
還有待人們?nèi)ド钊胩剿鳌?br />
旋渦星系(Spiral Galaxy, S-type Galaxy)
具有旋渦結(jié)構(gòu)的河外星系稱為旋渦星系，在哈勃的星系分類中用S代表．螺旋星系的螺旋形狀，最早是在1845年觀測(cè)獵犬座星系M51時(shí)發(fā)現(xiàn)的．螺旋星系的中
心區(qū)域?yàn)橥哥R狀，周圍圍繞著扁平的圓盤．從隆起的核球兩端延伸出若干條螺線狀旋臂，疊加在星系盤上．螺旋星系可分為正常漩渦星系和棒旋星系兩種．按哈勃分
類，正常漩渦星系又分為
a、b、c三種次型：Sa型中心區(qū)大，稀疏地分布著緊卷旋臂；Sb型中心區(qū)較小，旋臂較大并較開展；Sc型中心區(qū)為小亮核，旋臂大而松弛。除了旋臂上集聚
高光度O、B型星、超巨星、電離氫區(qū)外,同時(shí)還有大量的塵埃和氣體分布在星系盤上。從側(cè)面看在主平面上呈現(xiàn)為一條窄的塵埃帶，有明顯的消光現(xiàn)象。漩渦星系
通常有一個(gè)籠罩整體的、結(jié)構(gòu)稀疏的暈，叫做星系暈。其中主要是星族Ⅱ天體，其典型代表是球狀星團(tuán)。一個(gè)中等質(zhì)量的漩渦星系往往有100~300個(gè)球狀星
團(tuán)。隨機(jī)地散布在星系盤周圍空間。在往外，可能還有更稀疏的氣體球，稱為星系暈。漩渦星系的質(zhì)量為十億到一萬(wàn)億個(gè)
太陽(yáng)質(zhì)量，對(duì)應(yīng)的光度是絕對(duì)星等-15~-21等。直徑范圍是5~50Kpc。Sa型星系的總光譜型為K，Sb型為F~K, Sc型為A~F。產(chǎn)生總光譜的主要天體既有高光度早型星，又有高光度晚型星。星族Ⅰ天體組成星系盤和旋臂，星族Ⅱ天體主要構(gòu)成星系核、星系暈和星系冕。
棒旋星系(Barred Sprial Galaxy, SB-type Galaxy)
棒旋星系是中心呈長(zhǎng)棒形狀的螺旋形星系，一般的螺旋形星系的中心是有圓核的，而棒旋形星系的中心是棒形狀，棒的兩邊有旋形的臂向外伸展。
不規(guī)則星系(Irregular Galaxy, Irr-type Galaxy)
外形不規(guī)則,沒有明顯的核和旋臂,沒有盤狀對(duì)稱結(jié)構(gòu)或者看不出有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的星系,用字母Irr表示。在全天最亮星系中,不規(guī)則星系只占5%。
按星系分類法,不規(guī)則星系分為Irr I型和Irr II型兩類。 I型的是典型的不規(guī)則星系,
除具有上述的一般特征外,有的還有隱約可見不甚規(guī)則的棒狀結(jié)構(gòu)。它們是矮星系,質(zhì)量為太陽(yáng)的一億倍到十億倍,也有可高達(dá)100億倍太陽(yáng)質(zhì)量的。
它們的體積小,長(zhǎng)徑的幅度為2~9千秒差距。星族成分和Sc型螺旋星系相似:O-B型星、電離氫區(qū)、氣體和塵埃等年輕的星族I天體占很大比例。
II型的具有無(wú)定型的外貌,分辨不出恒星和星團(tuán)等組成成分,而且往往有明顯的塵埃帶。
一部分II型不規(guī)則星系可能是正在爆發(fā)或爆發(fā)后的星系，另一些則是受伴星系的引力擾動(dòng)而扭曲了的星系。所以I型和II型不規(guī)則星系的起源可能完全不同。
在
沒有燈光干擾的晴朗夜晚，如果天空足夠黑，你可以看到在天空中有一條彌漫的光帶。這條光帶就是我們置身其內(nèi)而側(cè)視銀河系時(shí)所看到的它布滿恒星的圓面——銀
盤。銀河系內(nèi)有約兩千多億顆恒星，只是由于距離太遠(yuǎn)而無(wú)法用肉眼辯認(rèn)出來(lái)。由于星光與星際塵埃氣體混合在一起，因此看起來(lái)就像一條煙霧籠罩著的光帶。銀河
系的中心位于
人馬座附近。
銀河系是一個(gè)中型恒星系，它的銀盤直徑約為十二萬(wàn)光年。它的銀盤內(nèi)含有大量的星際塵埃和氣體云，聚集成了顏色偏紅的恒星形成區(qū)域，從而不斷地給星系的旋臂
補(bǔ)充熾熱的年輕藍(lán)星，組成了許多疏散星團(tuán)或稱銀河星團(tuán)。已知的這類疏散星團(tuán)約有一千兩百多個(gè)。銀盤四周包圍著很大的銀暈，銀暈中散布著恒星和主要由老年恒
星組成的球狀星團(tuán)。
天鵝-人馬座方向的
銀河。
輝煌的銀河系中心（銀核）部分。
輝煌的銀河系中心（銀核）部分II。
織女、牽牛星-人馬座方向的銀河。
天鷹-人馬座方向的銀河。
長(zhǎng)盾-人馬座方向的銀河。
從我們所處的角度很難確切地知道銀河系的形狀。但隨著近代科技的發(fā)展，探測(cè)手段的進(jìn)步在某種程度上克服了這些障礙，揭示出銀河系具有的某些出人意料的特征。長(zhǎng)期以來(lái)人們一直以為銀河系是一個(gè)典型的旋渦星系，與
仙女座星系類似。但最近的觀測(cè)卻發(fā)現(xiàn)，它的中央核球稍帶棒形。這意味著銀河系很可能是一種棒旋星系。另外，銀河系是一個(gè)比較活躍的星系，銀核有強(qiáng)烈的宇宙射線輻射，在那里恒星以高速圍繞著一個(gè)不可見的中心旋轉(zhuǎn)。這表明在銀河系的核心有一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞。
銀河系有兩個(gè)較矮小的鄰居——大麥哲倫云和小麥哲倫云，它們都屬于不規(guī)則星系。由于引力的作用，銀河系在不斷地從這兩個(gè)小星系中吸取塵埃和氣體，使這兩個(gè)鄰居中的物質(zhì)越來(lái)越少。預(yù)計(jì)在一百億年里，銀河系將會(huì)吞沒這兩個(gè)星系中的所有物質(zhì)，這兩個(gè)近鄰將不復(fù)存在。
它們是與銀河系類似的天體系統(tǒng),距離都超出了銀河系的范圍,因此稱它們?yōu)?#8220;河外星系”。仙女座星系就是位于仙女座的一個(gè)河外星系。河外星系與銀河系一樣,也是由大量的恒星、
星團(tuán)、
星云和星際物質(zhì)組成。目前我們觀測(cè)到的星系有10億個(gè)之多.