กาแล็คซี่ (ดาราจักร)

         ดาราจักร หรือ กาแล็กซี คือ ระบบที่กว้างใหญ่ไพศาร มีกลุ่มของดาวฤกษ์นับล้านดวง กับสสารระหว่างดาวอันประกอบด้วยแก๊ส ฝุ่น เนบิวลา ที่ว่าง และสสารมืด รวมอยู่ด้วยกันด้วยแรงโน้มถ่วง ดาราจักรโดยทั่วไปมีขนาดน้อยใหญ่ต่างกัน นับแต่ดาราจักรแคระที่มีดาวฤกษ์ประมาณสิบล้านดวง ไปจนถึงดาราจักรขนาดยักษ์ที่มีดาวฤกษ์นับถึงล้านล้านดวง โคจรรอบศูนย์กลางมวลจุดเดียวกัน ในดาราจักรหนึ่ง ๆ ยังประกอบไปด้วยระบบดาวหลายดวงกระจุกดาวจำนวนมาก และเมฆระหว่างดาวหลายประเภท ดวงอาทิตย์ของเราเป็นหนึ่งในบรรดาดาวฤกษ์ในดาราจักรทางช้างเผือก เป็นศูนย์กลางของระบบสุริยะซึ่งมีโลกและวัตถุอื่น ๆ โคจรโดยรอบ

อาณาจักรที่เราอาศัยอยู่นี้เรียกว่า อาณาจักรทางช้างเผือก (Milky Way) ในปี พ.ศ.2152 กาลิเลโอ ได้สำรวจท้องฟ้าด้วยกล้องโทรทรรสน์ แล้วพบว่า ทางช้างเผือกประกอบด้วยดาวจำนวนมากมาย ปรากฏอยู่ใกล้กันจนไม่สามารถมองให้แยกออกจากกันได้ ภายหลังได้มีการศึกษาพบบริเวณสว่างของก๊าสและฝุ่นในอวกาศ ตลอดบริเวณที่มืดจนปิดบังแสงสว่างของดาวอื่น โดยเรียกบริเวณนั้นว่า เนบิวลาสว่างและเนบิวลามืดตามลำดับ และยิ่งศึกษามากขึ้นก็พบว่าไม่สามารถประเมินรูปร่างได้ และในเอกภพจะมีจำนวนดาราจักรอยู่มากจนประมาณได้ถึงหมื่นล้านดาราจักร

       เชื่อกันว่าในเอกภพที่สังเกตได้มีดาราจักรอยู่ประมาณหนึ่งแสนล้านแห่ง ดาราจักรส่วนใหญ่มีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 1,000 ถึง 100,000 พาร์เซก และแยกห่างจากกันและกันนับล้านพาร์เซก (หรือเมกะพาร์เซก) ช่องว่างระหว่างดาราจักรประกอบด้วยแก๊สเบาบางที่มีความหนาแน่นเฉลี่ยต่ำกว่า 1 อะตอมต่อลูกบาศก์เมตร ดาราจักรส่วนใหญ่จะจับกลุ่มเรียกว่ากระจุกดาราจักร(cluster) ในบางครั้งกลุ่มของดาราจักรนี้อาจมีขนาดใหญ่มาก เรียกว่ากลุ่มกระจุกดาราจักร (supercluster) โครงสร้างขนาดมหึมาขึ้นไปกว่านั้นเป็นกลุ่มดาราจักรที่โยงใยถึงกันเรียกว่า ใยเอกภพ (filament) ซึ่งกระจายอยู่ครอบคลุมเนื้อที่อันกว้างใหญ่ไพศาลของเอกภพ

ที่มาของชื่อ กาแล็คซี่

คำว่า กาแล็กซี มาจากคำศัพท์ในภาษากรีกที่ใช้เรียกดาราจักรของเรา คือ galaxias (γαλαξίας) หรือ kyklos galaktikos ซึ่งมีความหมายว่า "วงกลมน้ำนม" อันเนื่องมาจากลักษณะที่ปรากฏบนท้องฟ้า ในตำนานเทพกรณัมกรีกเทพซูสมีบุตรคนหนึ่งกับสตรีชาวมนุษย์ คือ เฮลาคลีส พระองค์วางบุตรผู้เป็นทารกบนทรวงอกของเทพีเฮราขณะที่นางหลับ เพื่อให้ทารกได้ดื่มน้ำนมของนางและจะได้เป็นอมตะ เมื่อเฮราตื่นขึ้นและพบว่าทารกแปลกหน้ากำลังดื่มนมจากอกนาง ก็ผลักทารกนั้นออกไป สายน้ำนมกระเซ็นออกไปบนฟากฟ้ายามราตรี เกิดเป็นแถบแสงจางๆ ซึ่งเป็นที่รู้จักกันว่า "ทางน้ำนม" (Milky Way; ไทยเรียก "ทางช้างเผือก")

ในบทความทางด้านดาราศาสตร์ คำว่า galaxy ที่ขึ้นต้นด้วยอักษรตัวใหญ่ ('Galaxy') จะใช้ในความหมายที่เฉพาะเจาะจงว่าหมายถึงดาราจักรทางช้างเผือกของเรา เพื่อให้แตกต่างจากดาราจักรอื่น

คำว่า "ทางน้ำนม" (Milky Way) ปรากฏครั้งแรกในวรรณกรรมภาษาอังกฤษ ในบทกวีของชอเซอร์

เมื่อวิลเลี่ยม เฮอร์เชล ได้จัดทำรายการวัตถุท้องฟ้า เขาเรียกวัตถุแบบดาราจักร เช่น ดาราจักร M31 ว่า "spiral nebula" ในเวลาต่อมาจึงพบว่าวัตถุนั้นเป็นการรวมกลุ่มอย่างหนาแน่นของดาวฤกษ์จำนวนมาก และได้ทราบระยะห่างอย่างแท้จริง มันจึงถูกเรียกว่า island universes อย่างไรก็ดี คำว่า universe เป็นที่เข้าใจกันว่าหมายถึงห้วงอวกาศโดยรวมทั้งหมด ดังนั้นคำนี้จึงไม่ได้ใช้เรียกขานอีก ภายหลังวัตถุจำพวกดาราจักรจึงถูกเรียกว่า galaxy

กาแล็กซี่ประเภทต่างๆ

หากใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ส่องสังเกตกาแล็กซีจำนวนมากเราจะพบว่าไม่มีกาแล็กซีใดที่มีลักษณะเหมือนกันเลย แต่ละกาแล็กซีจะมีลักษณะ รูปทรง หรือพฤติกรรมที่แตกต่างกันออกไปเสมอ ในปี ค.ศ. 1925 เอ็ดวิน ฮับเบิล (Edwin Hubble) ดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาด 2.5 เมตร ที่หอดูดาวเมาท์วิลสัน ส่องสังเกตกาแล็กซีจำนวนมาก ได้แยกประเภทกาแล็กซีออกเป็น 3 ประเภทตามลักษณะที่เห็นเด่นชัด คือ แบบกังหัน (Spiral Galaxy) แบบทรงรี(Elliptical Galaxy) และแบบไร้รูปทรง(Irrgular Galaxy) 1. กาแล็กซีแบบกังหัน (Spiral Galaxy) กาแล็กซีแบบกังหัน (Spiral Galaxyหรือใช้อักษรย่อ S ) เป็นกาแล็กซีที่พบได้เป็นส่วนใหญ่ในการส่องสำรวจกาแล็กซีของนักดาราศาสตร์ โดยพบได้ประมาณ 75 – 85% กาแล็กซีแบบกังหันมีลักษณะสำคัญ คือ มีรูปทรงเป็นจานแบน ตรงกลางมีส่วนโป่ง (Bulge) ซึ่งมีดาวอยู่เป็นจำนวนมาก และโดยรอบของกาแล็กซีจะประกอบด้วยแขนกังหัน (Spiral Arms) หลายแขนกระจายออกตามแนวระนาบ บริเวณโดยรอบจานในด้านบนและด้านล่างของระนาบ คือ บริเวณเฮโล (Halo) ซึ่งมีดาวอยู่น้อยมากและเป็นที่อยุ่ของกระจุกดาวทรงกลมเกือบทั้งหมด โดยรวมแล้วกาแล็กซีแบบกังหันประปอบด้วยดาวที่มีอายุค่อนข้างน้อยซึ่งทราบได้จากสีของกาแล็กซีที่มีสีออกไปทางสีฟ้าอ่อน นอกจากนี้สสารระหว่างดวงดาว (Interstellar Medium) ภายในกาแล็กซีแบบกังหันยังประกอบด้วยแก๊สที่เย็นและแผ่รังสีอินฟราเรด เป็นส่วนใหญ่ อันแสดง ให้เห็นว่าภายในกาแล็กซีแบบกังหันยังมีการรวมตัวของดาวอยู่อย่างต่อเนื่อง 1.1 กาแล็กซีกังหันธรรมดา ( Spiral Galaxy หรือ ใช้อักษรย่อ S) กาแล็กซีแบบนี้จะมีแกนกลางเป็นบริเวณที่มีลักษณะสมมาตร คือ มีขนาดเท่ากัน เนื่องจากมีการเหวี่ยงเอาสารที่อยู่ในบริเวณตอนกลางออกมาเป็นวงแขนอยู่รอบๆโค้งออกจากใจกลางการแบ่งแยกกาแล็กซีประเภทนี้ นักดาราศาสตร์ใช้อักษร a’b และ c ตามหลังอักษรSทั้งนี้แล้วแต่ว่าวงแขนที่เหวี่ยงออกมาอยู่ห่างจากทรงกลมตอนกลางไม่มากนัก ถ้าเขียนไว้ว่า Sb แสดงว่า วงแขน ที่เหวี่ยงออกมาจากทรงกลมบริเวณแกนกลางมากน้อยแค่ไหน เช่น เขียนไว้ว่า Sa แสดงว่า วงแขนที่เหวี่ยงออกมาอยู่ห่างจากทรงกลมตอนกลางไม่มากนัก ถ้าเขียนไว้ว่า Sb แสดงว่า วงแขนที่เหวี่ยงออกมาจากแกนกลางทรงกลมมีความยาวมากกว่า Sa ถ้าเขียน Sc แสดงว่า วงแขนที่เหวี่ยงออกมาอยู่ห่างจากแกนกลางทรงกลมมากที่สุด 1.2 กาแลกซีแบบกังหันบาร์ (Barred Spiral Galaxy หรือใช้อักษรย่อ SB)  มีลักษณะของแกนกลางต่างจากกาแล็กซีแบบกังหันธรรมดา กล่าวคือ จะมีศูนย์กลางลักษณะเป็นแท่ง (Bar)ในขณะที่กาแล็กซีแบบกังหันธรรมดาจะมีแกนกลางเป็นบริเวณที่แขนสองข้างโค้งออกใจกลาง รูปร่างของกาแล็กซีแบบกังหันบาร์ที่ปรากฏให้เห็นขึ้นอยู่กับด้านที่กาแล็กซีหันมาทางโลก เพราะมันมรลักษณะแบนถ้าด้านบน หันมาทางโลกจะเห็นรูปร่างของแขนชัดเจนถ้าด้านข้างหันมาทางโลกจะเห็นส่วนกลางนูนขึ้น และมีรอยสีดำพาดผ่านกลางซึ่งเป็นชั้นของฝุ่น กาแล็กซีประเภทนี้ นักดาราศาสตร์ใช้อักษรย่อ SB นำหน้าอักษร a,b และ c โดยปกติกาแล็กซีประเภทนี้จะมีเพียงสองวงแขนที่เหวี่ยงออกมาจากเส้นตรงกลางซึ่งมีรูปร่างเป้นทรงกลม นักดาราศาสตร์มีความเห็นว่ากาแล็กซีประเภทนี้มีอัตราการหมุนรอบตัวเองเร็วกว่ากาแล็กซีทุกประเภท 2.กาแล็กซีแบบทรงรี (Ellipical Galaxy)  ใช้อักษรย่อ E มีหลายรูปทรงตั้งแต่ทรงกลม (มีความรีน้อยมากจนปรากฏคล้ายทรงกลม)ไปจนถึงทรงรีคล้ายลูกรักบี้ ลักษณะที่สำคัญที่สุดที่นักดาราศาสตร์ใช้แยกกาแล็กซีแบบทรงรีออกจากกาแล็กซีแบบกังหัน คือ กาแล็กซีแบบทรงรีจะไม่มีลักษณะของจานหรือกังหันปรากฏให้เห็นโดยรอบส่วนโป่งเลย กาแล็กซีแบบทรงรีมีสีออกแดง ซึ่งแสดงให้เห็นว่าดาวส่วนใหญ่ในกาแล็กซีเป็นดาวที่มีอายุมาก และนอกจากนี้นักดาราศาสตร์ยังสังเกตพบการแผ่รังสีเอ็กซ์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่ากาแล็กซีแบบทรงรีมีสสารระหว่างดวงดาวที่ร้อนและเบาบางกว่ากาแล็กซีแบบกังหัน หลักฐานทั้งสองชี้ให้เห็นว่าแทบไม่มีดาวเกิดใหม่ในกาแล็กซีแบบทรงรีเลย ซึ่งต่างจากกาแล็กซีแบบกังหันที่ยังมีวิวัฒนาการของดาวฤกษ์เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง กาแล็กซีแบบทรงรี แบ่งออกได้เป็น 7 ลักษณะย่อยตามความรีของกาแล็กซี โดยจะเรียกกาแล็กซีแบบทรงรีที่มีความรีน้อยมาก (จนเกิดเป็นวงกลม) ว่า “ Eo ” และมีความรีเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ไปจนถึง “ E7 ” ซึ่งเป็นกาแล็กซีแบบทรงรีที่มีความรีมากที่สุด (เลข 0-7 นี้ ได้จากการคำนวณอัตราส่วนระหว่างความยาวและความกว้างของกาแล็กซี โดยกาแล็กซีทรงรีมักมีความรีไม่เกินระดับ 7 เพราะเกินกว่านี้มักจะมีลักษณะแขนของกังหัน เข้าอยู่ในลักษณะของกาแล็กซีแบบกังหัน) 3. กาแล็กซีแบบไร้รูปทรง ( irregular Galaxy ) นอกจากนี้กาแล็กซีที่สามารถจักเข้าพวกกับสองลักษณะที่กล่าวไปแล้ว ยังมีกาแล็กซีส่วนน้อยซึ่งไม่มีรูปทรงชัดเจน ไม่สามารถเข้ากลุ่มกับกาแล็กซีแบบกังหันหรือกาแล็กซีแบบทรงรีได้ นักดาราศาสตร์จัดกาแล็กซีเหล่านี้อยู่ในกลุ่มกาแล็กซีแบบไร้รูปทรง กาแล็กซีแบบไร้รูปทรงมักมีขนาดเล็กจึงไม่สว่างนักและสังเกตพบได้น้อยกว่ากาแล็กซีทั้งสองประเภทที่กล่าวมาอย่างไรก็ตาม นักดาราศาสตร์พบว่ากาแล็กซีที่อยู่ไม่ไกลออกไปมากๆ (มีความสว่างน้อย) จำนวนมากเป็นกาแล็กซีแบบไร้รูปทรง ต้นกำเนิดของกาแล็กซีแบบไร้รูปทรงอาจเป็นได้หลายประการ ตั้งแต่การรวมตัวเป็นกาแล็กซีที่ไม่มีรูปร่างโดยกำเนิดไปจนถึงการที่กาแล็กซีที่มีรูปร่างสองดวงชน และรวมกัน เกิดเป็นกาแล็กซีใหม่ที่มีรูปร่างไม่ชัดเจน กาแล็กซีทางช้างเผือกของเรามีกาแล็กซีแบบไร้รูปทรงเป็นบริวารอยู่ 2 ดวงคือ เมฆแมกเจลแลนใหญ่ (The Large Magellanic Cloud) และเมฆแมกเจลแลนเล็ก (The Small Magellanic Cloud) ซึ่งโคจรรอบทางช้างเผือกที่ระยะห่างประมาณ 200,000 ปีแสง

จุดกำเนิดของกาแล็กซี่

      ทฤษฎีของนักดาราศาสตร์เรื่องจุดกำเนิดของกาแล็กซีกล่าวว่า กลุ่มแก๊สไฮโดรเจนและฮีเลียมซึ่งถูกเหวี่ยงออกมาจากการระเบิดครั้งใหญ่ (Big Bang) เมื่อครั้งเริ่มต้นของการเกิดเอกภพ จะแตกออกมาเป็นกลุ่มๆภายหลังที่กลุ่มแก๊สเหล่านี้ถูกเหวี่ยงออกมาจากการระเบิดครั้งใหญ่แล้ว กลุ่มแก๊สเหล่านี้แต่ละกลุ่มจึงรวมตัวกัน เพราะแรงดึงดูดระหว่างละอองแก๊สด้วยกัน การรวมตัวกันของกลุ่มแก๊สจึงทำให้เกิดดวงดาวดวงแรกขึ้นมาในกลุ่มแก๊ส แก๊สและฝุ่นละอองที่ยังมิได้รวมตัวกันเป็นดวงดาวจะแผ่คลุมอยู่รอบๆเป็นวงแขนโค้งอยู่ห่างออกมาจากใจกลางของกาแล็กซี ต่อมาสสารของกลุ่มฝุ่นละอองแก๊สเหล่านี้จึงได้รวมตัวกันเป็นดวงดาวมีอายุน้อยกว่าดวงดาวที่อยู่ในบริเวณศูนย์กลางของกาแล็กซีดวงอาทิตย์ของเราเป็นดวงดาวที่มีอายุน้อยกว่าดวงดาวที่อยู่ในบริเวณจุดศูนย์กลางของกาแล็กซีทางช้างเผือก
  
      เอกภพ หรือ จักรวาล (Universe) เป็นระบบที่ใหญ่ที่สุดและไร้ขอบเขต และเป็นห้วงอวกาศที่เต็มไปด้วยดวงดาวจำนวนมหาศาล ซึ่งเราจะเรียกดวงดาวที่เกาะกันเป็นกลุ่มว่า กาแล็กซี  และในแต่ละกาแล็กซี ก็จะมีระบบของดาวฤกษ์ กระจุกดาว เนบิวลา หลุมดำ อุกกาบาต ฝุ่นผง กลุ่มก๊าซ และที่ว่างอยู่รวมกันอยู่ ซึ่งก็โลกอยู่ในกาแล็กซีหนึ่ง ที่เรียกกันว่า กาแล็กซีทางช้างเผือก นั่นเอง
      สำหรับต้นกำเนิดที่แท้จริงของ เอกภพ นั้น ที่จริงมีอยู่หลายทฤษฎี แต่ทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับจากนักดาราศาสตร์มากที่สุดในปัจจุบัน ก็คือ ทฤษฎีบิ๊กแบง (Big Bang Theory) ของ จอร์จ เลอแมตร์ ที่เชื่อกันว่า เอกภพเริ่มต้นจากความเป็นศูนย์ ไม่มีเวลา ไม่มีแม้แต่ความว่างเปล่า และเอกภพกำเนิดขึ้นโดยการระเบิด ซึ่งหลังจากการระเบิดนั้น เอกภพ ก็เริ่มขยายตัวออกไป ก่อนที่จะเกิดอนุภาคมูลฐาน อะตอม และโมเลกุล ต่าง ๆ ขึ้นตามมาหลังจากนั้น ทั้งแรงระเบิดดังกล่าว ยังทำให้เกิดแรงดันระหว่างกาแล็กซีต่าง ๆ ให้ห่างกันออกไปเรื่อย ๆ ซึ่งแรงดันที่ถือว่าเป็นวิวัฒนาการของเอกภพมีอยู่แรง 2 แรง คือ แรงดันออกหลังจากการระเบิดครั้งใหญ่ และแรงโน้มถ่วงดึงดูดให้เอกภพเข้ามารวมตัวกัน ซึ่งทั้ง 2 แรงดังกล่าวเป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดลักษณะของ เอกภพ

แล้วเอกภพของเรามีกาแล็กซีทั้งหมดเท่าไหร่?

        นักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ส่องไปยังบริเวณเล็กๆบนท้องฟ้าเป็นระยะเวลานานเพื่อรวบรวมแสงให้ได้มากจนเราได้ภาพกาแล็กซีที่อยู่แสนไกลในห้วงอวกาศลึก

ภาพถ่ายดังกล่าวถูกเรียกว่า deep field image เป็นภาพกาแล็กซีโบราณที่กระจายทั่วที่ว่างในอวกาศราวกับใบไม้ที่กระจายลงบนผืนป่า ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์พบว่าเอกภพเราประกอบด้วยกาแล็กซีมากกว่าสามแสนล้านกาแล็กซี แต่ในอนาคตที่กล้องโทรทรรศน์มีขนาดใหญ่ขึ้นและมีเทคโนโลยีที่ดีขึ้น เราน่าจะเห็นกาแล็กซีมากกว่าเดิม

สภาวะความเปลี่ยนแปลงที่ผิดปกติของกาแล็คซี่

      ดาราจักรอันตรกิริยา ดาราจักรต่าง ๆ ภายในกระจุกดาราจักร โดยเฉลี่ยอยู่ห่างกันเกินกว่าหนึ่งอันดับของขนาด (order of magnitude) เพียงเล็กน้อย เมื่อวัดจากเส้นผ่านศูนย์กลางของมัน ด้วยเหตุนี้จึงเกิดอันตรกิริยาระหว่างดาราจักรเหล่านี้อยู่เนือง ๆ และมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งต่อวิวัฒนาการของดาราจักร ดาราจักรที่อยู่ใกล้กันมากจะมีอันตรกิริยาระหว่างกันจนทำให้เกิดการบิดเบี้ยวของรูปร่างอันเนื่องมาจากแรงน้ำขึ้นลง (tide) และอาจมีการแลกเปลี่ยนแก๊สกับฝุ่นระหว่างกันด้วย

การชนกันระหว่างดาราจักรเกิดขึ้นเมื่อดาราจักรสองดาราจักรเคลื่อนตัดผ่านกันและกัน และมีโมเมนตัมสัมพัทธ์มากพอที่มันจะไม่รวมตัวเข้าด้วยกัน โดยทั่วไป ดาวฤกษ์ในดาราจักรที่กำลังชนกันจะเคลื่อนผ่านทะลุไปได้โดยไม่เกิดการชนกับดาวดวงอื่น อย่างไรก็ดี แก๊สและฝุ่นในดาราจักรทั้งสองจะมีอันตรกิริยาต่อกัน สสารระหว่างดาวจะถูกรบกวนและบีบอัด ทำให้เกิดการก่อตัวเป็นดาวฤกษ์ดวงใหม่ในจำนวนมหาศาล การชนกันระหว่างดาราจักรทำให้รูปร่างของดาราจักรใดดาราจักรหนึ่งหรือทั้งสองบิดเบี้ยว และอาจทำให้เกิดโครงสร้างรูปคาน วงแหวน หรือคล้ายหางก็ได้

ดาวกระจาย ดาวฤกษ์ก่อกำเนิดขึ้นในดาราจักรได้โดยการจับกลุ่มกันของแก๊สเย็นที่รวมตัวเป็นเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์ บางดาราจักรมีการก่อเกิดดาวฤกษ์ใหม่ในอัตราสูงมากที่เรียกว่า "ดาวกระจาย (starburst)" หากมันยังคงสภาพเช่นนั้น มันจะใช้แก๊สที่มีอยู่หมดไปภายในเวลาน้อยกว่าช่วงชีวิตของดาราจักร ดังนั้นช่วงที่เกิดดาวกระจายจึงมักใช้เวลานานเพียงประมาณสิบล้านปี ซึ่งนับว่าสั้นมากเมื่อเทียบกับอายุของดาราจักร ดาราจักรชนิดดาวกระจายสามารถพบได้เป็นปกติในยุคแรก ๆ ของเอกภพ ปัจจุบันยังคงมีสภาวะดังกล่าวอยู่ คิดเป็นสัดส่วนราว 15% ของอัตราการผลิตดาวทั้งหมด                ปรากฏการณ์ดาวกระจายมักเกี่ยวข้องกับการรวมตัวกันหรืออันตรกิริยาระหว่างดาราจักร M82 เป็นตัวอย่างต้นแบบของปรากฏการณ์นี้ ซึ่งมันได้เคลื่อนเข้าใกล้ดาราจักร M81 ที่มีขนาดใหญ่กว่า เรามักพบบริเวณที่มีการก่อเกิดดาวใหม่ในดาราจักรไร้รูปแบบอีกด้วย

นิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์ ดาราจักรจำนวนหนึ่งที่สังเกตพบ ได้รับการจำแนกเป็นดาราจักรกัมมันต์ กล่าวคือ ส่วนใหญ่ของพลังงานที่ปล่อยออกมาทั้งหมด มีกำเนิดมาจากแหล่งพลังงานอื่นนอกเหนือจากดาวฤกษ์ ฝุ่น และสสารระหว่างดาว  

รูปแบบมาตรฐานของนิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์คือการมีจานพอกพูลมวลรอบหลุมดำมวลยอดยิ่ง (supermassive black hole : SMBH) ที่แกนกลางของดาราจักร การแผ่รังสีจากนิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์เป็นผลจากพลังงานโน้มถ่วงของสสารในจานขณะตกลงไปในหลุมดำ ประมาณ 10% ของวัตถุเหล่านี้ มีลำพลังงานสองลำซึ่งปลดปล่อยอนุภาคออกจากแกนกลางในทิศทางตรงข้ามกันด้วยความเร็วใกล้ความเร็วแสง กลไกที่ทำให้เกิดลำพลังงานนี้ยังไม่เป็นที่เข้าใจดีนัก

เนบิวลา  

เป็นกลุ่มเมฆหมอกของฝุ่น แก๊สและพลาสมาในอวกาศ เดิมคำว่า "เนบิวลา" เป็นชื่อสามัญ ใช้เรียกวัตถุทางดาราศาสตร์ที่เป็นปื้นบนท้องฟ้าซึ่งรวมถึงดาราจักรที่อยู่ห่างไกลออกไปจากทางช้างเผือก  เนบิวลามีอุณหภูมิต่ำ เนื่องจากไม่มีแหล่งกำเนิดความร้อน ในบริเวณที่แก๊สมีความหนาแน่นสูง อะตอมจะยึดติดกันเป็นโมเลกุล ทำให้เกิดแรงโน้มถ่วงดึงดูดแก๊สจากบริเวณโดยรอบมารวมกันอีก ทำให้มีความหนาแน่นและมวลเพิ่มขึ้นอีกจนกระทั่งอุณหภูมิภายในสูงประมาณ 10 เคลวิน   มวลที่เพิ่มขึ้นทำให้พลังงานศักย์โน้มถ่วงของแต่ละโมเลกุลที่ตกเข้ามายังศูนย์กลางของกลุ่มแก๊ส เปลี่ยนรูปเป็นพลังงานความร้อน และแผ่รังสีอินฟราเรดออกมา  

ประเภทของเนบิวลา

1.เนบิวลาสว่าง (Diffuse nebula)  เป็นเนบิวลาที่มีลักษณะฟุ้ง มีแสงสว่างในตัวเอง แบ่งเป็น

1.1.เนบิวลาเปล่งแสง  (Emission nebula)

1.2.เนบิวลาสะท้อนแสง (Reflection nebula) 

2.เนบิวลาดาวเคราะห์  (Planetary nebula) เนบิวลาดาวเคราะห์เป็นส่วนหนึ่งของวิวัฒนาการในช่วงของดาวฤกษ์มวลน้อย และดาวฤกษ์มวลปานกลาง ตัวอย่างของเนบิวลาชนิดนี้ได้แก่ 

เนบิวลาวงแหวน ในกลุ่มดาวพิณ (M57 Ring Nebula) 

 เนบิวลาดัมเบลล์ (M27 Dumbbell Nebula)

เนบิวลาแมว (Cat’s eye Nebula)

เนบิวลาเกลียว (Helix Nebula) เป็นต้น.

3.เนบิวลามืด (Dark nebula)  เนบิวลามืดมีองค์ประกอบหลักเป็นฝุ่นหนาเช่นเดียวกับเนบิวลาสะท้อนแสง แต่เนบิวลามืดนี้ไม่มีแหล่งกำเนิดแสงอยู่ภายในหรือโดยรอบ ทำให้ไม่มีแสงสว่าง เราจะสามารถสังเกตเห็นเนบิวลามืดได้เมื่อมีเนบิวลาสว่าง หรือดาวฤกษ์จำนวนมากเป็นฉากหลัง เช่น

                                        เนบิวลารูปหัวม้า (Horse Head Nebula) 

เนบิวลางู (B72 Snake Nebula) เป็นต้น.

ทางช้างเผือก

ทางช้างเผือก คือดาราจักรที่มีระบบสุริยะและโลกของเราอยู่ เมื่อมองบนท้องฟ้าจะปรากฏเป็นแถบขมุกขมัวคล้ายเมฆของแสงสว่างสีขาว ซึ่งเกิดจากดาวฤกษ์จำนวนมากภายในดาราจักรที่มีรูปร่างเป็นแผ่นจาน ส่วนที่สว่างที่สุดของทางช้างเผือกอยู่ในกลุ่มดาวคนยิงธนู ซึ่งเป็นทิศทางไปสู่ใจกลางดาราจักร

แต่เดิมนั้น นักดาราศาสตร์คิดว่าดาราจักรทางช้างเผือกมีลักษณะเป็นดาราจักรชนิดก้นหอยธรรมดา แต่หลังจากผ่านการประเมินครั้งใหม่ในปี พ.ศ.2548 พบว่าทางช้างเผือกน่าจะเป็นดาราจักรชนิดก้นหอยมีคานเสียมากกว่า  

   เมื่อเทียบกับเส้นศูนย์สูตรฟ้าทางช้างเผือกขึ้นไปเหนือสุดที่กลุ่มดาวแคสซิโอเปีย และลงไปใต้สุดบริเวณกลุ่มดาวกางเขนใต้ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าระนาบศูนย์สูตรของโลก ทำมุมเอียงกับระนาบดาราจักรอยู่มาก   

กระจุกดาว (Star Cluster) คือกลุ่มของดาวฤกษ์ที่อยู่ด้วยกันด้วยแรงดึงดูดจากความโน้มถ่วงสามารถแบ่งได้เป็นสองประเภทใหญ่ ๆ คือ กระจุกดาวทรงกลม เป็นกลุ่มของดาวฤกษ์อายุมากนับแสนดวงที่อยู่ด้วยกันด้วยแรงดึงดูดค่อนข้างมาก กับ กระจุกดาวเปิด ที่มีดาวฤกษ์น้อยกว่า เพียงไม่กี่ร้อยดวงในกลุ่ม เป็นดาวฤกษ์อายุน้อย และมีแรงดึงดูดต่อกันเพียงหลวม ๆ กระจุกดาวเปิดอาจเกิดการรบกวนจากแรงโน้มถ่วงของเมฆโมเลกุลขนาดยักษ์ในยามที่มันเคลื่อนผ่านไปในกาแล็คซี่ แต่ดาวสมาชิกในกระจุกดาวยังคงเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกันได้แม้จะไม่มีแรงโน้มถ่วงดึงดูดระหว่างกันแล้ว ในกรณีนี้จะเรียกมันว่า ชุมนุมดาว (stellar association) หรือบางครั้งอาจเรียกว่า กลุ่มเคลื่อนที่ (moving group)

กระจุกดาวทรงกลม

กระจุกดาวเปิด

หลุมดำ (black hole) หมายถึงเทหวัตถุในเอกภพที่มีแรงโน้มถ่วงสูงมาก ไม่มีอะไรออกจากบริเวณนี้ได้แม้แต่แสงยกเว้นหลุมดำด้วยกัน เราจึงมองไม่เห็นใจกลางของหลุมดำ หลุมดำจะมีพื้นที่หนึ่งที่เป็นขอบเขตของตัวเองเรียกว่าขอบฟ้าเหตูการณ์ ที่ตำแหน่งรัศมีชวาร์สชิลด์ ถ้าหากวัตถุหลุดเข้าไปในขอบฟ้าเหตุการณ์ วัตถุจะต้องเร่งความเร็วให้มากกว่าความเร็วแสงจึงจะหลุดออกจากขอบฟ้าเหตุการณ์ได้ แต่เป็นไปไม่ได้ที่วัตถุใดจะมีความเร็วมากกว่าแสง วัตถุนั้นจึงไม่สามารถออกมาได้อีกต่อไป

เมื่อดาวฤกษ์ที่มีมวลมหึมาแตกดับลง มันอาจจะทิ้งสิ่งที่ดำมืดที่สุด ทว่ามีอำนาจทำลายล้างสูงสุดไว้เบื้องหลัง นักดาราศาสตร์เรียกสิ่งนี้ว่า "หลุมดำ" เราไม่สามารถมองเห็นหลุมดำด้วยกล้องโทรทรรศน์ใดๆ เนื่องจากหลุมดำไม่เปล่งแสงหรือรังสีใดเลย แต่สามารถตรวจพบได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ และคลื่นโน้มถ่วงของหลุมดำ (ในเชิงทฤษฎี โครงการ แอลไอจีโอ) และจนถึงปัจจุบันได้ค้นพบหลุมดำในจักรวาลแล้วอย่างน้อย 6 แห่ง

หลุมดำเป็นซากที่สิ้นสลายของดาวฤกษ์ที่ถึงอายุขัยแล้ว สสารที่เคยประกอบกันเป็นดาวนั้นได้ถูกอัดตัวด้วยแรงดึงดูดของตนเองจนเหลือเป็นเพียงมวลหนาแน่นที่มีขนาดเล็กยิ่งกว่านิวเคลียสของอะตอมเดียว ซึ่งเรียกว่า เอกภาวะ

หลุมดำแบ่งได้เป็น 4 ประเภท คือ หลุมดำมวยยอดยิ่ง เป็นหลุมดำในใจกลางของดาราจักร หลุมดำขนาดกลาง หลุมดำจากดาวฤกษ์ ซึ่งเกิดจากการแตกดับของดาวฤกษ์ และหลุมดำจิ๋วหรือหลุมดำเชิงควอนตัมซึ่งเกิดขึ้นในยุคเริ่มแรกของเอกภพ