恒星系或称星系,是宇宙中庞大的星星的“岛屿”,同时它也是宇宙中最大、最美丽的天体系统之一。到现在为止,人们已在宇宙观测到了约一千亿个星系。它们中有的离我们较近,能够清楚地观测到它们的结构;有的非常遥远,目前所知最远的最系离我们有近两百亿光年。
宇宙中没有两个星系的形状是完全相同的,通常每一个星系都有自己独特的外貌。但是因为星系都是在一个有限的条件范围内形成,因此它们有一些共同的特点,这使人们可以对它们进行大体的分类。
在多种星系分类系统中,天文学家哈勃于1925年提出的分类系统是目前应用得最广泛的一种。哈勃按照星系的形态把它们分成三大类:椭圆星系、旋涡星系和不规则星系。椭圆星系则大致分为七种类型,按星系椭圆的扁率从小到大分别用EO - E7表示,最大值7是任意确定的。该分类法只限于从地球上所见的星系外形,原因是我们很难确定椭圆星系在空间中的角度。旋涡星系通常分为两族,一族是中央有棒状结构的棒旋星系,用SB表示;另一种是无棒状结构的旋涡星系,用s表示.这两类星系又分别被细分为三个次型,用下标a、h、c表示星系核的大小和旋臂缠绕的松紧程度一不规则星系没有一定的形状,同时含有更多的尘埃和气体,用Err表示。另有一类用SO表示的透镜型星系,代表介于椭圆星系和旋涡星系之间的过渡阶段的星系。
宇宙中的大多数大星系都是旋涡星系,其次是椭圆星系,不规则星系占的比例最小。旋涡星系自转得相对较快,其盘面中含有大量尘埃和气体,这些物质聚集成能供恒星形成的区域。这些区域发育出含有不少蓝星的旋臂,所以盘面的颜色看上去偏蓝。而在其棒状结构和中央核球上稠密地分布着许多年老的恒星。与旋涡星系相比,椭圆星系自转得十分慢,其结构是均匀而对称的,没有旋臂,尘埃和气体也非常少。造成这种局面的原因是早在数十亿年前恒星迅速形成时就已经将椭圆星系中的所有尘埃和气体消耗完了。其结果是导致这些星系中不能诞生新的恒星,因此椭圆星系中包含的全都是老年恒星。
宇宙中约有十亿个星系的中心有一个超大质量的黑洞,这类星系被叫做“活跃星系”。类星体也属于这类星系。
除此之外还有一类个子矮小的“矮星系”。这类星系不像大型星系那样明亮,但其数量非常多。银河系附近有许多矮星系,其数量比所有其他类型星系之和都多。在周围的星系团中也已发现了大量的矮星系。其中一些形状规则,而且多半都含有星族Ⅱ的恒星;形状不规则的矮星系通常含有明亮的蓝星。
星系的形状往往在其诞生之时就已经确定了,此后一直都保持着相对稳定,除非发生了星系碰撞或者邻近星系的引力干扰。
椭圆星系是河外星系的一种,呈圆球型或椭球型。往往中心区最亮,亮度向边缘递减,对距离较近的,用大型望远镜望远镜能够分辨出外围的成员恒星。同一类型的河外星系,质量差别非常大,有巨型和矮型之分。
具有旋涡结构的河外星系叫做旋涡星系,在哈勃的星系分类中用S代表。螺旋星系的螺旋形状,起初是在1845年观测猎犬座星系M51时发现的。螺旋星系的中心区域为透镜状,周围围绕着扁平的圆盘。从隆起的核球两端延伸出一些螺线状旋臂,叠加在星系盘上。螺旋星系可分为正常漩涡星系以及棒旋星系两种。
棒旋星系是中心呈长棒形状的螺是有圆核的,而棒旋形星系的中心棒形状,棒的两边则有旋形的臂向外伸展。
不规则星系的外形不规则,没有明显的核和旋臂,没有盘状对称结构或者看不出有旋转对称性的星系,一般用字母Err表示。在全天最亮星系中,不规则星系只占5%。根据星系分类法,不规则星系分为Err I型和Err II型两类。通常l型的是典型的不规则星系,除具有上述的一般特征外,还有隐约可见不甚规则的棒状结构。