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(kāi)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）(HST)
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(HST)
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(HST)
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(HST)
阿貝爾2218星系群。照片反映了宇宙中的“引力透鏡”現(xiàn)象(HST)
兩個(gè)相鄰的星系NGC1410、NGC1409因引力作用而互相吸取物質(zhì)(HST)
隨著暴漲的轉(zhuǎn)瞬即逝，宇宙又回復(fù)到如今日所見(jiàn)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(pán)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(kāi)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(méi)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(jiàn)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(méi)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
位于六分儀座的NGC3115，屬E7型橢圓星系，也有把它歸為S0型的
獵犬座的NGC5194旋渦星系，屬Sc型。左側(cè)是一個(gè)矮星系
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(NAOJ)
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(pán)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(pán)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(méi)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。
在沒(méi)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(pán)。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(pán)直徑約為十二萬(wàn)光年。它的銀盤(pán)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(pán)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)。
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(jiàn)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(méi)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。
