星空有很多弥漫的云雾状天体，称为星云。有些星云是较近的、属于银河系的气体或尘埃云——银河星云，简称“星云”，如图1-9所示；有些是银河系之外的“河外星云”，实际上是由百万颗以上的恒星以及星际气体和尘埃组成的天体系统，称为星系。我们太阳系所在的星系就是银河系。
图1-9 银河星云
（a）猎户大星云；（b）三叶星云
银河系恒星密集部分呈铁饼状，称为银盘，其直径约为1.3×105ly，厚约为2000 ly。银盘的中央平面称为银道面。包围银盘的是近球形的银晕，其直径约为3×105ly（见图1-10）。银河系可见物质的总质量约为2×1012M⊙，其中约有3×1011颗恒星，占总质量的90%，而星际气体和尘埃物质约占10%。此外，从其引力影响推断银河系及其他星系还存在不可见的暗物质，其质量可达可见物质的数量级，甚至为可见物质质量的10倍，但现在还不知道暗物质究竟是什么。
图1-10 银河系(www.xing528.com)
太阳位于银道面附近，离银河系中心（银心）约3×104ly。太阳带领其行星系统绕银心转动，2亿多年（也称为银河年）转一圈。正是由于太阳系处于这样的位置而不能一览银河系全貌，我们看到的是银盘在夜空呈现较亮光带——银河或天河，而众多恒星散布在太空。
星系的质量一般为106～1013M⊙。普通星系可按形态特征分为椭圆星系、旋涡星系、棒旋星系、不规则星系四大类（见图1-11）。银河系是棒旋星系。仙女座大星云是旋涡星系。大、小麦哲伦云都是不规则星系。特殊星系表现有活动的高能现象。星系也有成团的现象，有双重星系、多重星系、星系群、星系团、超星系团，例如大、小麦哲伦云是双重星系，它们又与银河系组成三重星系，并与玉夫星系等组成多重星系，再与仙女座星系等组成本星系群。星系团和超星系团则是更大的星系集团（见图1-12）。现在观测到的空间范围称为总星系（或观测的宇宙，或我们的宇宙），其直径约为9.3×1010ly。
观测研究得出，遥远的星系都在相互远离，说明宇宙的空间在膨胀，由此推断宇宙有暗能量而造成空间膨胀。
图1-11 各类星系
图1-12 武仙星系团
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