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星系 – 这些是巨大的、受引力束缚的系统，包含数百万至数万亿颗恒星、气体、星际尘埃和暗物质，它们围绕一个共同的质心旋转。星系在宇宙中发挥着至关重要的作用，如同“宇宙之城”，其中发生着关键的物理和化学过程。

据估计，在可观测宇宙中，有数千亿个大型星系和数万亿个矮星系。所有这些星系又组成了数十亿个星系团，这些星系团则分布在数百万个星系超星系团之中。

以下是关于星系的一些关键信息：

成分与结构： 除了恒星之外，星系中还包含星云，其中心还存在超大质量黑洞。星系质量中超过90%的部分由看不见的暗物质组成。
尺寸和距离： 它们的大小从几千光年到几十万光年不等，彼此之间的距离可达数百万光年。
恒星的诞生与演化： 星系中含有大量气体和尘埃，新恒星正是由此形成。它们是恒星诞生、生存和死亡的“摇篮”。
构建宇宙的结构： 星系并非无序地散布。得益于引力，它们形成了更大的结构：星系群、星系团和超星系团，这些结构决定了宇宙在最大尺度上的形态，构成了所谓的“宇宙网”。
物质的生产与回收： 在星系内部，得益于恒星演化（超新星），较重的元素（碳、氧、铁）得以形成。星系对这些物质进行转化，从而促成后续几代恒星的形成，并最终孕育出行星和生命。
宇宙演化实验室： 星系会演化、碰撞和合并，这会改变它们的形状（例如，从螺旋星系变为椭圆星系），并驱动恒星形成过程。

暗物质的存储： 星系周围环绕着一层由暗物质构成的“晕”，这是星系中质量最大的组成部分，并使星系保持在一起。
黑洞的栖身之所： 大多数大型星系的中心都存在超大质量黑洞，它们通过释放巨大的能量，影响着整个星系的演化。

哈勃对星系的分类：

螺旋 ——这是一种以扁平圆盘为特征的恒星系统，其中核心和旋臂呈螺旋状排列。螺旋臂中富含年轻、高温、蓝色的恒星，而星核中则常包含年老的红色恒星。它们约占天空中明亮星系的75%，含有大量气体和尘埃，并正经历着剧烈的恒星形成活动。它们分为普通螺旋星系和棒旋星系。
普通型（SA型） – 一种盘状结构，其明显的螺旋臂直接从星系核延伸而出，没有中心棒。例如，仙女座星系（M31）。

带横杆（SB型） – 一种结构，其中旋臂并非直接从星系核延伸而出，而是从由恒星构成的中央棒状结构（星系带）的两端延伸而出，例如银河系。

关于最大的 普通的 螺旋星系（没有中心棒结构，分类为SA），该名称通常用于指代该星系 UGC 2885 （被称为“哥斯拉星系”或“鲁宾星系”）。它位于距地球约2.32亿至2.74亿光年的处女座方向。其直径约为43.8万光年，这意味着它的宽度是银河系的2.5倍以上。

已知最大的 被禁止的 螺旋星系是 NGC 6872（秃鹫星系） ——这是一颗位于孔雀座的巨星（SBb/P型），距离地球约2.12亿光年。它被公认为已知最大的螺旋星系之一，直径超过522,000光年（是银河系的5倍多）。其不同寻常的细长形状，是与邻近的透镜状星系IC 4970发生强烈引力相互作用的结果。

螺旋星系具有动态特性，其螺旋臂是穿过星系盘的密度波，这些密度波会压缩气体并触发新恒星的形成。

椭圆 – 这是一种形状规则、呈球体或椭球体、结构平滑、亮度从中心向边缘逐渐减弱的星系。它们主要由年老的恒星组成，其中尘埃和星际气体含量极少，这意味着其中缺乏强烈的恒星形成过程。它们是宇宙中最古老、最大的天体结构之一。它们的大小各不相同——从矮椭圆星系（几千光年）到巨椭圆星系（最大可达330万光年）。根据观测到的星系扁平度，椭圆星系被分为八种类型，从 E0 到 E7。因此，E0型星系在天球上的形状近乎圆形。E0型星系中最著名的例子是 梅西耶89（M89）.

E1、E2……分别表示扁平度逐渐增大的星系。E7型星系扁平度最大，形状类似于轴比为1:3的椭圆。目前尚未观测到扁平度大于E7的星系。

一个例子就是星系 室女座星系团中的M87（室女座A）. 这是一个位于室女座的巨型椭圆星系，距离我们约5300万至5500万光年。

它是室女座星系团中主要且最明亮的成员，包含多达100万亿颗恒星。它因中心的那颗超大质量黑洞（M87*）而闻名，这是人类历史上首次被拍摄到的黑洞（2019年），它会喷射出强大的喷流。该黑洞的质量估计达数十亿个太阳质量，其图像由“事件视界望远镜”拍摄记录下来。

在这个星系类别中，这颗巨型星系独树一帜 IC 1101. 它属于阿贝尔2029星系团，并是该星系团的主要组成部分。它是目前已知最大的星系（就尺寸而言，而非质量）；其直径约为400万光年。它所含的恒星数量约为银河系的400倍，而由于含有大量气体和暗物质，其质量可能高达银河系的2000倍。其形状更接近于一个透镜。

不规则的 – 这些星系缺乏对称的形状、中心核和螺旋臂，因此不符合哈勃分类法。它们通常规模较小，富含气体和尘埃，是新恒星密集形成的场所。其混乱的外观往往是与其他星系发生引力相互作用的结果。它们没有明确的形状，通常由星系碰撞形成。它们看起来“支离破碎”或变形。它们的体积通常小于螺旋星系。例如，从南半球可见的大麦哲伦云和小麦哲伦云，它们是银河系的卫星星系。这两个同属本地星系群的星系中，年轻恒星和星云丰富，因此成为研究恒星形成的“宇宙实验室”。这两片星云通过引力相互关联，并由所谓的麦哲伦流连接在一起。

在所有类型的星系中，也有形状与之相似的矮星系。这些小型星系通常由100万到数十亿颗恒星组成。它们的体积远小于典型星系（如银河系），通常作为其卫星星系存在。其特征是光度较低，且往往含有大量暗物质。它们的直径通常小于4万光年。NGC 5949就是其中一个矮星系的例子。由于它距离地球较近——位于距离太阳系约4400万光年的天龙座，处于银河系的宇宙邻近区域——该天体成为天文学家研究矮星系的理想目标。

星系组成星系群、星系团和超星系团。

星系群 – 这些是受引力束缚的小型星系团，通常包含从几个到约50个星系，分布在直径最大约1至2兆秒差距（Mpc）的区域内。它们是规模最小的星系团，通常由一两个明亮的星系主导。其组成包括螺旋星系、椭圆星系和矮星系。通常，一个或几个明亮的星系占据主导地位，周围环绕着较暗的卫星星系。宇宙中只有极少数星系未与其他星系形成引力束缚（即所谓的“场星系”）；大多数星系都属于星系群或更大的结构。我们的银河系属于本地星系群，该星系群包含50多个星系，其主要组成部分是银河系和仙女座星系。