簡要介紹
河外星系河外星系，簡稱為星系，是位於銀河系之外、由幾十億至幾千億顆恆星、星雲和星際物質組成的天體系統。目前已發現大約10億個河外星系。銀河系也只是一個普通的星系。人們估計河外星系的總數在千億個以上，它們如同遼闊海洋中星羅棋布的島嶼，故也被稱為“宇宙島”。
名稱由來
河外星系星體發現
河外星系從河外星系的發現，可以反觀我們的銀河系。它僅僅是一個普通的星系，是千億星系家族中的一員，是宇宙海洋中的一個小島，是無限宇宙中很小很小的一部分。
基本分類
河外星系橢圓星系：
橢圓星系：外形呈正圓形或橢圓形，中心亮，邊緣漸暗。按外形又分為E0到E7八種次型。橢圓星系是河外星系的一種，呈圓球型或橢球型。中心區最亮，亮度向邊緣遞減，對距離較近的，用大型望遠鏡望遠鏡可以分辨出外圍的成員恆星。橢圓星系根據哈勃分類，按其橢率大小分為E0、E1、E2、E3、…、E7共八個次型，E0型是圓星系，E7是最扁的橢圓星系。同一類型的河外星系，質量差別很大，有巨型和矮型之分，其中以橢圓星系的質量差別最大。質量最小的矮橢圓星系和球狀星團相當，而質量最大的超巨型橢圓星系可能是宇宙中最大的恆星系統，質量範圍約為太陽的千萬倍到百萬億倍，光度幅度範圍從絕對星等-9等到-23等。 橢圓星系質量光度比約為50~100，而鏇渦星系的質光比約為2~15。這表明橢圓星系的產能效率遠遠低於鏇渦星系。橢圓星系的直徑範圍是1~150千秒差距。總光譜型為K型，是紅巨星的光譜
河外星系漩渦星系：
太陽系所處的銀河系是一個漩渦星系，主要由質量和年齡不盡相同的數以千億計的恆星和星際介質
（氣體和塵埃）所組成。它們大都密集地分布在銀河系對稱平面附近，形成銀盤，其餘部分則散布在銀盤上下近於球狀的銀暈里。恆星和星際介質在銀盤內也不是均勻分布的，而是更為密集地分布在由銀河中心伸出的幾個螺鏇形鏇臂內，成條帶狀。一般分布在鏇臂內的恆星，年輕而富金屬，並多與電離氫雲之類的星際介質成協。而點綴在銀暈里的恆星則是年老而貧金屬的。其中最老的恆星年齡達150億年，有的恆星早已衰老並通過超新星爆發將內部所合成的含有重元素的碎塊連同灰燼一起降落到銀盤上。
河外星系在橢圓星系中，比E7型更扁的並開始出現鏇渦特徵的星系，被稱為透鏡星系。透鏡星系是橢圓星系向鏇渦星系或者橢圓星系向棒鏇星系的過渡時的一種過度型星系。
不規則星系：
外形不規則，沒有明顯的核和鏇臂，沒有盤狀對稱結構或者看不出有鏇轉對稱性的星系，用字母Irr表示。在全天最亮星系中，不規則星系只占5%。 按星系分類法，不規則星系分為Irr I型和Irr II型兩類。 I型的是典型的不規則星系， 除具有上述的一般特徵外，有的還有隱約可見不甚規則的棒狀結構。它們是矮星系，質量為太陽的一億倍到十億倍，也有可高達100億倍太陽質量的。它們的體積小，長徑的幅度為2~9千秒差距。星族成分和Sc型螺鏇星系相似：O-B型星、電離氫區、氣體和塵埃等年輕的星族I天體占很大比例。 II型的具有無定型的外貌，分辨不出恆星和星團等組成成分，而且往往有明顯的塵埃帶。 一部分II型不規則星系可能是正在爆發或爆發後的星系，另一些則是受伴星系的引力擾動而扭曲了的星系。所以I型和II型不規則星系的起源可能完全不同。
主要特徵
河外星系橢圓星系的大小差異很大，直徑在3300多光年至49萬光年之間；鏇渦星系的直徑一般在1.6萬光年至16萬光年之間；不規則星系直徑一般在6500光年至2.9萬光年之間。當然，由於星系的亮度總是由中心向邊緣漸暗，外邊緣沒有明顯界線，往往用不同的方法測得的結果也是不一樣的。
質量：
星系質量一般在太陽質量的100萬至10000億倍之間。橢圓星系的質量差異很大，大小質量差竟達1億倍。相比之下，鏇渦星系質量居中，不規則星系一般較小。
運動：
星系內的恆星在運動，星系本身也有自轉，星系整體在空間同樣在運動。星系的紅移現象 所謂星系的紅移現象，就是在星系的光譜觀測中，某一譜線向紅端的位移。為什麼有這種位移呢？這種位移現象說明了什麼呢？根據物理學中的都卜勒效應，紅移表明被觀測的天體在空間視線方向上正在遠離我們而去。1929年，哈勃發現星系紅移量與星系離我們的距離成正比。距離越遠，紅移量越大。這種關係被稱之為哈勃定律。這是大爆炸宇宙學的實測依據。
分布：
星系在宇宙空間的總體分布是各個方向都一樣，近於均勻。但是從小尺度看，星系的分布又是不均勻的，與恆星的分布一樣，有成團集聚的傾向，大麥哲倫星系和小麥哲倫星系組成雙重星系。它們又和銀河系組成三重星系。加上仙女座大星系等構成了本星系群。
演化：
作為龐大的天體系統來說，星系也是有形成、發展到衰亡的演化過程。星系從形態序列看有橢圓星系、鏇渦星系和不規則星系。
目前，已發現10億個河外星系。最著名的河外星系由：仙女座河外星系、獵犬座河外星系、大麥哲倫星系、小麥哲倫星系和室女座河外星系等。
一般性質
河外星系不規則星系談不上結構。E系一般由核和暈組成。核又分為核球和核心。有些矮E系沒有核。S系(包括SB)最複雜，有核心、核球、盤和暈，盤內又有鏇臂。S0系和E系的主要差別是SO系有盤，SO系和S系的差別是SO系沒有鏇臂。
二、光譜
河外星系是很複雜的天體系統，它的光是它的各組成部分發出光的總和。因此，當我們把河外星系作為整體進行分光研究時，拍到的光譜是它所有組成部分的光譜的疊加。顯然，組成部分不同，河外星系的光譜也不同。河外星系的組成與它的類型有關，因此，不同類型的累積光譜是不同的。橢圓星系的累積光譜型最晚，大致相當於K型。從橢圓星繫到不規則星系，累積光譜型越來越早。Ivr型的累積光譜型同Sc型差不多，相當於A型或F型。不同類型的光譜的不同意味著它們的顏色也不同。從橢圓星繫到不規則星系，色指數越來越小，就是說，橢圓星系最紅，不規則星系最藍。對鏇渦星系來說，核球部分和鏇臂部分的光譜和顏色有顯著的不同：核球部分類似於橢圓星系，光譜型較晚，顏色較紅，而鏇臂部分的光譜型較早，顏色較藍。
星系的主要組成部分是恆星，累積光譜主要是類似於恆星的吸收光譜。但是，也有相當多的星系，光譜中除了吸收線外還有一些發射線。橢圓星系中有發射線的最少。從橢圓星繫到不規則星系，有發射線的的星系所占的比例越來越大。對Sc系和Irr系來說，有發射線的甚至占絕大多數。少數特殊河外星系的光譜主要是發射線，吸收線很少，有的甚至完全沒有吸收線。還有個別的河外星系只有累續光譜，至今沒有看到任何譜線。
三、亮度
絕對星等。如果知道了河外星系的距離，從觀測得到的視星等可以求得絕對星等，或者光度。觀測表明，河外星系的絕對星等彌散很大。其中橢圓星系的絕對星等彌散最大，最亮的可以亮至-22等，最暗的可以暗到-10等以下。鏇渦星系和不規則星系的絕對星等相對說來彌散較小。
范登堡按照絕對星等的大小把河外星系分為五類：超巨系、亮巨系、巨系、亞巨系和矮系。這五類分別以羅馬字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ表示。基於這一點，范登堡提出了河外星系的二元分類法，即在哈勃類型的基礎上再加上光度型。這種分類法與恆星的二元光譜分類法很類似。
表面亮度。河外星系是面光源，我們可以測量它的表面亮度，研究表面亮度的變化規律。通常，表面亮度用星等／角秒2表示。一般說來，物質密度越大，輻射就越強，光度在星系視面上的變化情況反映了物質分布的情況。因此，研究亮度的變化規律，對搞清星系的結構是很有價值的，不同類型星系的表面亮度很不相同，橢圓星系的亮度、鏇渦星系的亮度、透鏡狀星系的亮度各有不同。
四、恆星組成
研究河外星系的恆星組成的最直接方法是儘可能地用大望遠鏡把星系分解為恆星。的確，在較近的星系裡觀測到大量的各種類型的恆星，如OB星、中晚型超巨星、天琴座RR型變星、經典造父變星、新星、超新星、長周期變星等。也觀測到許多疏散星團和球狀星團。但是這種方法受到很大限制，因為，河外星系畢竟離我們太遠了。即使對於較近的星系，也只能觀測到它裡面的高光度恆星。比如說，仙女座大星雲，如果用5米望遠鏡觀測，取它的極限星等為23等，也只能觀測到絕對星等-1.4等的恆星，像太陽型矮星根本就觀測不到。如果星系的距離超過一百萬秒差距，即使裡面有超新星爆發，我們也觀測不到。一般說來，我們可以通過研究星系的光譜和顏色來研究星系的恆星組成。
橢圓星系和鏇渦星系的核球在光譜、色指數等方面很相似，說明它們的恆星組成很相似。相對說來，鏇臂的光譜型較早，顏色較藍，說明鏇臂的恆星組成與核球的不一樣。正是根據對銀河系和河外星系的研究，巴德才提出了兩個星族的概念。橢圓星系和鏇渦星系的核球主要由星族Ⅱ組成；鏇臂及不規則星系主要由星族Ⅰ組成。但是需要指出，每個星系，包括橢圓星系和不規則星系，決不是只包括一種星族的恆星。比如說，橢圓星系的光譜里常有一些重元素的譜線。這些譜線的強度表明，重元素的含量比極端星族Ⅱ恆星高。因此，橢圓星系也可能包含一些盤星族恆星。相反，不規則星系，也可能包含一些星族Ⅱ恆星，如大小麥哲倫雲里發現了許多天琴座胍型變星和球狀星團，這些都是極端星族Ⅱ的恆星。
河外星系許多星系的光譜中有類似於銀河星雲的發射線，說明它們有星際氣體存在。中性氫21厘米譜線的觀測也證實了這點。橢圓星系中有發射線的很少；另外，除了一個橢圓星系外，其餘的迄今為止還沒有觀測到中性氫21厘米線。這些說明橢圓星系中沒有氣體或氣體很少。但是，有一些橢圓星系的核心部分，觀測到強的發射線，包括許多禁線，因此，在核心部分應該有氣體存在。橢圓星系和不規則星系肯定有星際氣體和塵埃。事實上，在一些較近的鏇渦星系和不規則星系裡，直接看到許多氣體星雲。觀測表明，從Sa到Irr氣體含量逐漸增加，Irr中氣體的含量達 20％以上。氣體和塵埃主要集中在對稱面附近。在一些側面對著我們的鏇渦星系中，可以清楚看到塵埃的消光作用產生的吸收暗帶。
