Una galassia è un ammasso di stelle, nebulose, materia oscura e altri oggetti astronomici. La maggior parte delle galassie ha un diametro di decine di migliaia di anni luce e contiene miliardi di stelle. Le galassie si presentano in tre forme primarie; le galassie a spirale sono dischi sottili, con bracci a spirale che circondano un mozzo centrale; le galassie ellittiche sono agglomerati uniformi di forma ovale; e le galassie irregolari hanno poca o nessuna struttura definita.
Una galassia a spirale è incentrata su un mozzo, che è approssimativamente sferico e sporge verso l’esterno dal disco. L’hub è il centro gravitazionale della galassia e di solito contiene un buco nero supermassiccio. Intorno al mozzo ci sono bracci a spirale, che sono onde ammucchiate di stelle e gas che orbitano attorno al centro. I bracci a spirale di solito hanno più gas e polvere e contengono la maggior parte delle stelle appena formate, che le fanno apparire blu nelle immagini a colori. Una galassia a spirale può avere una barra orizzontale che passa attraverso il suo mozzo; si crede che la nostra galassia, la Via Lattea, contenga una barra.
Le galassie ellittiche hanno un grande mozzo centrale, ma mancano dei bracci di una galassia a spirale; di solito appaiono più giallastre nelle immagini a colori delle vecchie stelle rossastre. Le galassie irregolari spesso non hanno una struttura riconoscibile, ma spesso possono essere riconosciute come aventi una forma a spirale o ellittica distorta. Le galassie ellittiche e irregolari spesso derivano da collisioni, che causano grandi esplosioni di formazione stellare e distorcono la struttura delle galassie a causa delle complesse interazioni gravitazionali. Alla fine, le due galassie di solito si fondono per formare una grande galassia, che ha espulso la maggior parte delle sue nubi di gas e polvere.
Ci sono circa cento miliardi di galassie nell’universo visibile; la maggior parte di essi si verificano in grandi agglomerati chiamati superammassi di galassie. Tra questi superammassi ci sono vuoti con poche o nessuna galassia, spesso per un centinaio di milioni di anni luce o più. Studiando la rotazione delle galassie a spirale, gli astronomi hanno scoperto che la maggior parte della materia nell’universo non è stelle e gas, ma “materia oscura” invisibile che non può essere vista ma esercita ancora la gravità. Si pensa che la materia oscura sia responsabile di questi grandi ammassi, poiché l’attrazione gravitazionale della materia oscura ha unito le galassie.