کهکشان مارپیچی
یک کهکشان مارپیچی یک نوع از سه نوع اصلی کهکشان‌ها است که نخستین‌بار توسط ادوین هابل و در سال ۱۹۳۶ میلادی رده‌بندی شد.
کهکشان‌های مارپیچی چند بخش اصلی دارند:
بازوهای مارپیچی نقاطی هستند که از مرکز مارپیچی و کهکشان‌های مارپیچی بسته کشیده شده‌اند. این نواحی باریک به شکل مارپیچ می‌باشند و از این رو به آن‌ها کهکشان‌های مارپیچی می‌گویند. طبقه‌بندی متفاوت کهکشان‌های مارپیچی بستگی به ساختار بازوهای مشخص در آن‌هاست. کهکشان‌های Sc و SBc به علت بعد مسافت بازوهای شل و آویزانی دارند، در حالی که که کهشان‌های Sa و SBa کهکشان‌هایی با بازوهای تنگ و به هم پیچیده شده‌ای هستند (با مراجعه به طبقه‌بندی هابل). در هر دو حالت بازوهای مارپیچی از تعداد بسیار زیادی ستارهٔ آبی و بزرگ و جوان تشکیل شده‌اند (ناشی از چگالی جرمی و نرخ بالای شکل‌گیری ستارگان) بازوها را قابل توجه می‌سازد.
گروه عظیم‌الجثه و بسیار فشرده هستند. این اصطلاح به گروه مرکزی ستارگان در اکثر کهکشان‌های مارپیچی اشاره می‌کند. برآمدگی (bulg) کهکشان Sa معمولاً از ستاره‌های II تشکیل شده‌است، که ستاره‌های سرخ‌رنگ و پیر همراه با حجم فلزی کم می‌باشند. افزون‌بر این کهکشان‌های sa و sba تمایل به بزرگ بودن دارند در مقابل ان برآمدگی‌های (bulges) کهکشان‌های Sc و SBc بسیار کوچک‌تر هستند و غالباً از تراکم ستاره‌های جوان و آبی I تشکیل شده‌اند بعضی از برآمدگی‌ها ویژگی‌های مشابهی با کهکشان‌های بیضوی دارند (تمایل به سمت جرم و درخشندگی کم) و بقیه دارای چگالی دیسک مرکزی بسیار بالا همراه با ویژگی‌های مشابه صفحهٔ کهکشان می‌باشند این‌گونه تصور می‌شود که بسیاری از برآمدگی‌ها در مرکزشان میزبان می‌باشند، اگرچه سیاهچاله تاکنون به صورت مستقیم مشاهد نشده‌است اما شواهد غیرمستقیم آن وجود دارد. به عنوان مثال در کهکشان خودمان شیئی که نامیده می‌شود احتمالاً یک سیاهچالهٔ ابر پر جرم می‌باشد یک ارتباط قوی بین جرم سیاهچاله و سرعت انشار ستاره‌ها در برآمدگی وجود دارد رابطهٔ .
جثهٔ ستاره‌ها در کهکشان‌های مارپیچی اگرچه در صفحهٔ کهکشان قرار گرفته‌اند اما ستارگان کمی وجود دارند که در یک دایره‌ای به دور مرکز کهکشان قرار گرفته باشند بلکه آن‌ها در یک هالهٔ کره‌ای به دور هستهٔ کهکشانی قرار گرفته‌اند، به هر حال بعضی از ستارگان در یک هالهٔ کروی یا کره کهکشانی ساکن شده‌اند. رفتار مداری این ستارگان مورد بحث است، آن‌ها ممکن است برگشت یا مدارها را توصیف نمایند، امّا حرکت ستارگان در یک مدار منظم را هرگز. هاله‌های ستاره‌ای ممکن است از کهکشان‌های کوچک که می‌شوند با کهکشان‌های مارپیچی حاصل شوند برای مثال کهکشان بیضوی در فرایند ادغام با راه شیری است و مشاهدات نشان می‌دهد که بعضی از ستارگان در هاله که در راه شیری وجود دارند حاصل ان است بر خلاف دیسک کهکشانی به نظر می‌رسد که هاله عاری از غبار است و علاوه بر این ستارگان در هالهٔ کهکشانی از پیرتر و با نسبت کمتر نسبت به در دیسک کهکشانی (اما بسیار شبیه نسبت به برآمدگی کهکشانی) هستند هالهٔ کهکشانی همچنین از تشکیل شده‌است. حرکت هاله‌های ستاره آن‌ها را در فرصت مناسب میان دیسک میاورد و تصور می‌شود که تعدادی از ز نزدیک به متعلق به هاله‌های کهکشانی می‌باشند برای مثال و بر طبق حرکت نامنظم آن‌ها به دور مرکز کهکشان اگر آن‌ها این حرکت را همواره انجام دهند این ستاره‌ها اغلب آشکار میوند به صورت غیرطبیعی در بالا
در سال ۱۹۲۵ پیشگام مطالعه دربارهٔ دوران کهکشان و شکل‌گیری بازوهای مارپیچ بود. او پی برد که ایدهٔ مرتب شدن ستارگان در قالب مارپیچ به علت مسئلهٔ غیرقابل حل مارپیچی غیرقابل دفاع است. نظر به اینکه سرعت زاویه‌ای دوران دیسک کهکشانی با فاصله گرفتن از مرکز کهکشان تغییر می‌کند (از طریق یک مدل گرانشی منظومه شمسی) یک بازوی محوری (شیبه دود) سریعاً به هنگام چرخش کهکشان خم خواهد شد بازو در چرخش کم کهکشان خم شدن خود را افزایش می‌دهد تاجایی به دور کهکشان می‌پیچد. این مسئله، مسئلهٔ مارپیچ نامیده می‌شود. اندازه‌گیری تا قبل از سال ۱۹۶۰ نشان می‌داد که با در نظر گرفتن فاصله‌شان از مرکز کهکشان بسیار بالاتر انتظار ما در است اما هنوز نمی‌تواند استحکام ساختار مارپیچی را توضیح دهد دو تئوری یا مدل برای ساختار کهکشان‌های مارپیچ وجود دارد.
بلد پیشنهاد کرد که بازوها نمایش دهندهٔ مکان‌های تقویت‌کنندهٔ چگالی می‌باشند (density waves) که باعث می‌شوند ستاره‌ها و گاز در آن‌ها دوران بسیار اهسته‌ای داشته باشد همانگونه که گاز داخل یک موج چگالی می‌شود فشار وارد می‌کند و یک ستارهٔ جدید را درست می‌کند بعضی از ستاره‌های ابی جوان که بازوها را روشن می‌کنند این ایده تحت عنوان توسط و ، در سال ۱۹۶۴ بسط داده شد آن‌ها پیشنهاد دادند که بازوهای مارپیچی آشکارسازی موج چگالی می‌باشند تلاش برای توضیح ساختار کشیدگی بزرگ مارپیچ‌ها در شرایط تکثیر موج‌های کوتاه دامنه با سرعت زاویه‌ای مناسب که با سرعت متفاوت از ستاره‌ها و گازهای کهکشان اطراف کهکشان می‌چرخند.
نخستین نظریهٔ مورد قبول برای ساختار مارپیچی توسط لین و شو در سال ۱۹۶۴ ابداع شد.