Galaksi
Galaksi spiral terdiri dari sebuah piringan bintang-bintang yang berotasi, materi antarbintang, serta sebuah tonjolan pusat yang terdiri dari bintang-bintang tua. Selain itu, terdapat lengan-lengan spiral terang yang menjulur dari tonjolan pusat. Dalam sistem klasifikasi Hubble, galaksi spiral digolongkan sebagai tipe S, diikuti sebuah huruf (a, b, atau c) yang menunjukkan tingkat kerapatan
dari lengan spiral dan ukuran dari tonjolan pusat. Galaksi Sa memiliki lengan spiral yang samar dan bergulung rapat, serta tonjolan pusat yang relatif besar. Sedangkan galaksi Sc memiliki lengan spiral yang jelas dan melebar serta tonjolan pusat yang relatif kecil. Galaksi spiral dengan lengan yang tidak jelas terkadang disebut galaksi spiral flocculent. Sedang galaksi dengan lengan yang jelas dan menonjol disebut galaksi spiral grand design.
Dalam galaksi spiral, lengannya membentuk pola seperti spiral logaritmis, pola yang secara teoretis terbentuk karena adanya gangguan terhadap massa bintang yang berputar seragam. Dalam teori gelombang kepadatan lengan spiral ini diperkirakan berisi materi berkepadatan tinggi. Saat bintang melewati salah satu lengan galaksi kecepatannya dipengaruhi oleh gaya gravitasi daerah yang kepadatan
materinya lebih tinggi, dan kembali normal saat bintang sudah melewatinya. Efek ini mirip dengan "gelombang" pelambatan mobil di jalan raya yang penuh mobil. Lengan galaksi terlihat jelas karena kepadatan materi yang tinggi memungkinkan pembentukan bintang sehingga terdapat banyak bintang muda dan terang di sana.
Sebagian besar galaksi spiral memiliki kumpulan bintang berbentuk batang lurus yang memanjang keluar dari sisi daerah inti dan kemudian bergabung dengan struktur lengan spiral. Dalam sistem klasifikasi Hubble, galaksi ini dikategorikan sebagai SB, dan diikuti huruf (a, b atau c) yang mengindikasikan bentuk lengan spiralnya (serupa dengan penggolongan galaksi spiral biasa). Batang galaksi diperkirakan merupakan
struktur sementara yang disebabkan oleh gelombang materi berkepadatan tinggi dari inti galaksi, atau karena interaksi pasang surut dengan galaksi lain. Banyak galaksi spiral berbatang yang berinti aktif, kemungkinan karena adanya gas yang menuju ke inti melalui lengan spiral.
Galaksi Bima Sakti merupakan galaksi spiral berbatang ukuran besar dengan diameter sekitar 30kiloparsec dan ketebalan sekitar satu kiloparsec. Bima Sakti memiliki sekitar 200 miliar (21011) bintang dengan massa total sekitar 600 miliar (61011) kali massa Matahari.
Galaksi ganjil (peculiar galaxy) merupakan galaksi yang memiliki sifat-sifat yang tidak biasa karena interaksi pasang surut dengan galaksi lain. Contohnya adalah galaksi cincin, yang memiliki struktur mirip cincin berisi bintang dan materi antarbintang yang mengelilingi inti kosong. Galaksi cincin diperkirakan terbentuk saat galaksi kecil melewati inti galaksi yang lebih besar. Kejadian
tersebut mungkin pernah dialami galaksi Andromeda yang memiliki beberapa struktur mirip cincin jika diamati pada spektrum inframerah.
Galaksi lentikular merupakan bentuk pertengahan yang memiliki sifat baik dari galaksi eliptis maupun galaksi spiral, dan dikategorikan sebagai tipe S0 dan memiliki lengan spiral yang samar-samar serta halo berisi bintang yang berbentuk eliptis. (Galaksi lentikular berbatang masuk dalam klasifikasi Hubble SB0).
Selain yang disebutkan dalam klasifikasi di atas, terdapat beberapa galaksi yang tidak dapat langsung digolongkan ke dalam bentuk eliptis atau spiral. Kelompok ini digolongkan sebagai galaksi iregular. Galaksi iregular tipe Irr-I memiliki semacam struktur, namun tidak jelas masuk dalam salah satu klasifikasi Hubble. Galaksi iregular tipe Irr-II tidak memiliki struktur
apapun yang mirip klasifikasi Hubble, dan kemungkinan pernah terganggu oleh galaksi lain. Contoh terdekat galaksi (katai) iregular adalah Awan Magellan.
Meski galaksi eliptis dan spiral terlihat sangat menonjol, namun sepertinya sebagian besar galaksi di alam semesta merupakan galaksi katai. Galaksi katai tampak relatif kecil jika dibandingkan dengan galaksi lain, kira-kira hanya seperseratus dari ukuran Bima Sakti dan hanya berisi beberapa miliar bintang. Bahkan beberapa galaksi katai ultra-kompak baru-baru ini ditemukan yang hanya berukuran 100parsec panjangnya.
Beberapa galaksi katai dapat mengitari sebuah galaksi tunggal yang lebih besar; Bima Sakti sendiri memiliki sedikitnya selusin satelit yang demikian, dengan perkiran 300-500 lagi belum ditemukan. Galaksi katai dapat juga diklasifikasikan lagi menjadi eliptis, spiral, atau tak beraturan. Karena galaksi katai eliptis kecil hanya memiliki sedikit kemiripan dengan galaksi eliptis besar, maka mereka lebih sering disebut galaksi sferoid katai.
Sebuah penelitian terhadap 27 galaksi tetangga Bima Sakti, menemukan bahwa setiap galaksi katai memiliki massa pusat kurang lebih 10 juta massa matahari terlepas dari apakah galaksi tersebut memiliki seribu atau sejuta bintang. Hal ini mendorong pada kesimpulan bahwa galaksi sebagian besarnya terdiri dari materi gelap, dan bahwa ukuran minimumnya mungkin menunjukkan keberadaan semacam materi gelap hangat, yang tak mampu melakukan peleburan gravitasi dalam skala kecil.
Jarak antar galaksi jika dibandingkan dengan ukurannya, tidaklah terlalu besar. Jarak rata-rata antar galaksi dalam sebuah gugus hanyalah beberapa puluh kali diameternya; bandingkan dengan jarak antar bintang dalam galaksi yang bisa mencapai ratusan ribu hingga jutaan kali ukurannya. Karena itu interaksi antar galaksi cukup sering terjadi dan memainkan peranan penting dalam evolusinya.
Galaksi-galaksi yang berpapasan namun tidak benar-benar bersinggungan, akan menyebabkan terganggunya bentuk galaksi yang terlibat akibat tarik menarik gravitasinya, dan dapat menyebabkan pertukaran gas dan debu.
Tabrakan terjadi jika dua galaksi saling menembus tubuh masing-masing, namun masih memiliki momentum relatif yang cukup untuk tidak menyebabkan keduanya menyatu. Bintang-bintang dalam kedua galaksi ini biasanya bergerak lolos tanpa bertabrakan. Namun gas dan debu dari kedua galaksi akan berinteraksi. Hal ini dapat memicu lonjakan pembentukan bintang-bintang baru ketika medium antarbintang terganggu dan
terpampatkan. Tabrakan dapat mengubah secara radikal bentuk salah satu atau kedua galaksi, dan menciptakan struktur-struktur baru seperti batang, cincin atau ekor galaksi.
Interaksi antar galaksi yang paling ekstrem adalah penggabungan galaksi. Dalam kasus ini, momentum relatif kedua galaksi tidak cukup untuk kedua galaksi dapat saling menembus. Yang terjadi malah, kedua galaksi tersebut perlahan bergabung membentuk galaksi tunggal yang lebih besar. Penggabungan dapat menyebabkan perubahan luar biasa terhadap bentuk galaksi jika dibandingkan dengan bentuk kedua
galaksi asal. Namun, jika salah satu galaksi jauh lebih besar dari yang lainnya, penggabungan demikian disebut kanibalisme. Dalam kasus ini, galaksi yang lebih besar akan tetap relatif tak terganggu akibat penggabungan tersebut, sementara galaksi yang lebih kecil tercabik-cabik. Galaksi Bima Sakti saat ini sedang dalam proses penganibalan Galaksi Eliptis Katai Sagitarius dan Galaksi Katai Canis Major.
Bintang diciptakan dalam galaksi dari cadangan gas dingin yang berbentuk awan molekul raksasa. Galaksi-galaksi yang membentuk bintang dengan laju yang luar biasa dikenal sebagai galaksi starburst. Namun galaksi-galaksi yang demikian akan memakan habis cadangan gasnya dalam rentang waktu yang jauh lebih pendek dari umur galaksi itu sendiri. Karena itu, aktivitas pembentukan bintang
biasanya hanya berlangsung selama sekitar 10 juta tahun; sebuah jangka waktu yang relatif pendek dalam sejarah hidup sebuah galaksi. Galaksi starburst lebih sering dijumpai dalam masa-masa awal alam semesta, dan saat ini masih menyumbang sebesar sekitar 15% dari total laju pembentukan bintang.