浩瀚宇宙科普――星係星係的英語詞galaxy源自於希臘語的γαλαξα (galaxias)。廣義上星係指無數的恒星係（當然包括恒星的自體）、塵埃（如星雲）組成的運行係統。參考我們的銀河係 是一…… 你知道宇宙的基本組成單位嗎？ - 趣味新聞網

浩瀚宇宙科普――星係

星係的英語詞galaxy源自於希臘語的γαλαξ α (galaxias)。廣義上星係指無數的恒星係（當然包括恒星的自體）、塵埃（如星雲）組成的運行係統。參考我們的銀河係，是一個包含恒星、星團、星雲、氣體的星際物質、宇宙塵和暗物質，並且受到重力束縛的大質量係統，通常距離都在幾百萬光年以上。星係平均有數百億顆恒星，是構成宇宙的基本單位。典型的星係，從隻有數韆萬（107）顆恒星的矮星係到上兆（1012）顆恒星的橢圓星係都有，全都環繞著質量中心運轉。除瞭單獨的恒星和稀薄的星際物質之外，大部分的星係都有數量龐大的多星係統、星團以及各種不同的星雲。

曆史上，星係是依據它們的形狀分類的（通常指它們視覺上的形狀）。最普通的是橢圓星係，有橢圓形狀的明亮外觀；漩渦星係是圓盤的形狀，加上彎麯的塵埃鏇渦臂；形狀不規則或異常的，通常都是受到鄰近其他星係影響的結果。鄰近星係間的交互作用，也許會導緻星係的閤並，或是造成恒星大量的産生，成為所謂的星爆星係。缺乏有條理結構的小星係則會被稱為不規則星係。

在可以看見的可觀測宇宙中，星係的總數可能超過一韆億（1011）個以上。大部分的星係直徑介於1,000至100,000秒差距，彼此間相距的距離則是百萬秒差距的數量級。星係際空間（存在於星係之間的空間）充滿瞭極稀薄的等離子，平均密度小於每立方米一個原子。多數的星係會組織成更大的集團，成為星係群或團，它們又會聚集成更大的超星係團。這些更大的集團通常被稱為薄片或縴維，圍繞在宇宙中巨大的空洞周圍。

雖然我們對暗物質的瞭解很少，但在大部分的星係中它都占有大約90%的質量。觀測的資料顯示超重黑洞存在於星係的核心，即使不是全部，也占瞭絕大多數，它們被認為是造成一些星係有著活躍的核心的主因。銀河係，我們的地球和太陽係所在的星係，看起來在核心中至少也隱藏著一個這樣的物體。

特徵

星係大小差異很大。橢圓星係直徑在3300光年到49萬光年之間；漩渦星係直徑在1.6萬光年到16萬光年之間；不規則星係直徑大約在6500光年到2.9萬光年之間。

星係的質量一般在太陽質量的100萬到1兆倍之間。

星係內部的恒星在運動，而星係本身也在自轉，整個星係也在空間運動。傳統上，天文學傢認為星係的自轉，順時針方嚮和逆時針方嚮的比率是相同的。但是根據一個星係分類的分布式參與項目星係動物園的觀察結果，逆時針鏇轉的星係更多一些[12]。

星係具有紅移現象，說明這些星係在空間視綫方嚮上正在離我們越來越遠。這也是大爆炸理論的一個有力證據。

星係在大尺度的分布上是接近均勻的；但是小尺度上來看則很不均勻。例如大麥哲倫星係和小麥哲倫星係組成雙重星係，它們又和銀河係組成三重星係。

星係分類

星係主要分成三類：橢圓星係、漩渦星係和不規則星係。對星係類型更明確與廣泛的描述會在哈伯序列的條目中敘述。因為哈伯序列是根據視覺的型態，他也許會錯過某些星係的重要特徵，例如恒星形成率（在星爆星係或活躍星係的核心）。

根據哈伯分類法，星係的類型E錶示橢圓星係，S是漩渦星係，SB是棒鏇星係。

橢圓星係

哈伯分類法根據橢圓星係橢率的估計進行分類，從E0，接近圓形的，到E7，非常瘦長的。這些星係，不論視綫的角度是如何，都有著橢圓形的外觀。她們看似沒有任何的結構，而且相對來說星際物質的成分也很少。通常這些星係會有少量的疏散星團和少量新形成的恒星，取而代之的是老年的，與以各種不同方嚮環繞星係的中心，已經成熟的恒星為主。她們的一些性質類似小瞭許多的球狀星團。

大部分的星係都是橢圓星係，許多橢圓星係相信是經由星係的交互作用，碰撞或是閤並，産生的。她們可以長成極大的體積（與漩渦星係比較）而且巨大的橢圓星係經常齣現在星係群的中心區域。星爆星係是星係碰撞後的結果，可能導緻巨大橢圓星係的形成。

漩渦星係

在漩渦星係，螺鏇臂的形狀近似對數螺綫，在理論上顯示這是大量恒星一緻轉動造成的一種乾擾模式。像恒星一樣，螺鏇臂也繞著中心鏇轉，但是鏇轉的角速度並不是常數，這意味著恒星會穿越過螺鏇臂，螺鏇臂則是高密度區或是密度波。當恒星進入螺鏇臂，他們會減速，因而創造齣更高的密度；這就類似波將在高速公路上的車速延緩一樣。螺鏇臂能被看見，是因為高密度促使恒星在此處誕生，因而螺鏇臂上有許多明亮和年輕的恒星。

漩渦星係的一個例子。

位於後發座的NGC 4414是一個典型的漩渦星係，直徑55,000光年，距離6,520萬光年。

NGC 1300是棒鏇星係的一個例子。

我們自己的星係，銀河係，有時就簡稱為銀河，是一個有巨大星係盤的棒鏇星係，直徑大約三萬秒差距或是十萬光年，厚度則約為三韆光年；擁有約三韆億顆恒星（3×1011）和大約六韆億顆太陽的質量。

矮星係

盡管橢圓星係和漩渦星係是很明顯與突齣的，宇宙中大部分的星係都是矮星係，這些微小的星係都不到銀河係百分之一的大小，隻擁有數十億顆的恒星。許多矮星係可能都會環繞著單獨的大星係運轉，我們的銀河至少就有一打這樣的矮星係。矮星係依樣可以分成橢圓、螺鏇和不規則。因為矮橢圓星係外觀上與大的橢圓星係有一點相似，因此他們經常被稱為矮橢球星係來取代。

NGC 1705矮星係

活躍星係

有部分被我們觀察到的星係被分類為活躍星係，也就是說，來自星係的總能量除瞭恒星、塵埃和星際介質之外，還有另一個重要的來源。像這樣的活躍星係核的標準模型，根據能量的分布，認為是物質掉落入位在核心區域的超重質量黑洞造成的。

以X射綫的形式，輻射齣高能量的星係被分類為西佛星係、類星體、或蠍虎座BL型天體。從由核心噴發齣的相對論性噴流發射齣無綫電頻率的活躍星係被分類為電波星係。在統一場論的星係模型中，這些不同類的星係被解釋為從不同角度觀察所得到的結果。

從活動星係M87噴齣5000光年長的巨大噴流，圖片由哈勃太空望遠鏡拍攝。藍色的同步輻射對比與從宿主星係黃色的星光。

星係的形成和演化

星係之形成和演化嚮來都眾說紛紜，有些已經被廣泛接受，但仍然有不少人質疑。

星係的形成包含瞭兩方麵，一是上下理論，二是下上理論。上下理論是指：星係乃由一次宇宙大爆炸中形成，發生在數億年前。另一個學說則是指：星係乃由宇宙中�A微塵所形成。原本宇宙有大量的球狀星團（globular cluster），後來這些星體相互碰撞而毀滅，剩下微塵。這些微塵經過組閤，而形成星係。譚老師地理工作室綜閤整理

雖然在今時今日，關於星係形成的學問有不少人質疑，但大抵在星係形成研究方麵，隨著研究的深入，已伸展至星係演化方麵。在天文物理學中，有關星係形成和演化的問題有：

在一個均質的宇宙中，我們是否居住在一個獨特而與眾不同的場所？

星係是如何形成的？

星係是如何隨著時間改變的？

我們所處的宇宙位置：