星系：宇宙中的奇妙结构
在英语中，“星系”一词源自古希腊语，意味着天空中闪烁的无数星点。广义上说，星系是由大量的恒星系和星际物质构成的运动系统。我们所属的银河系就是一个典型的例子，它包括了大约1000亿颗恒星，以及无数的星际物质、宇宙尘埃和暗物质。它们受到重力的牵引，围绕着银河系的中心缓缓旋转。星系的旋转有两种模式，一种是许多小质量的星球环绕着一个巨大质量的核心，另一种是星球之间有一个共同的质心，它们围绕着这个质心转动。宇宙中的大部分星系都采用了第一种模式。
星系的类型非常多样，矮星系只有几千万颗恒星，而椭圆星系可能有数兆颗恒星。但是它们的共性是都有一个质量核心，并且沿着它旋转。一个星系中不仅包含了单个的恒星和星际物质，还有许多的双星或多星系统，以及星团和星云。
在星系之间的广阔空间，存在着极其稀薄的等离子体。这些等离子体呈现出宇宙的纤维状结构，并且比宇宙的平均密度要高。我们把这种物质叫做星系际介质。这些介质通常是由氢元素电离而成的，含有相同数量的电子和质子。星系际介质的密度通常可以达到宇宙平均密度的10～100倍，在一些富含星系的团体内，甚至可以超过平均密度的1000倍以上。
从地球的观测角度来看，星系际介质通常是电离的气体。这些介质有着很高的温度。当宇宙中的气体从空无一物的宇宙空间进入星系际介质时，温度会升高到10开，这个温度足以让氢原子碰撞时释放出自由电子。这样具有温度的星系际介质被称为温热星系际介质。通过在电脑上用数学模型模拟这一过程，我们可以发现宇宙中约有一半的物质可能是以这种低密度而高温度的状态存在的。气体从温热星系际介质进入星系团后，温度会继续上升，超过100开。
在人类能够观测到的宇宙范围内，有着超过1000亿个星系。这些星系可以形成庞大的星系群或星系团，这些星系团又可以形成更大的超星系团。从远处望去，它们像纤维状的薄片一样，在宇宙中绕着某个巨大的空洞旋转。
星系中还隐藏着许多暗物质。虽然我们对暗物质还不太了解，但是我们可以推测出在很多星系中，暗物质占据了超过90%的质量。同时，根据我们的观测，大多数星系的中心都有一个超大质量的黑洞，这些黑洞可以解释为什么有些星系的中心非常活跃。我们的太阳系所在的银河系，也有一个隐蔽的黑洞中心。
星系的大小差异很大。小型的不规则星系通常直径在6500光年到2.9万光年之间。银河系这样的旋涡星系的直径通常在6万光年至16万光年之间。椭圆星系的体积较大，最大的椭圆星系的直径可以达到49万光年。星系中有着数千亿颗恒星，其质量相当于太阳质量的100倍至1万亿倍。星系内部的恒星运动，星系本身围绕核心自转，星系作为一个系统在宇宙中也运动。在过去，天文学家曾经认为，星系的自转沿顺时针方向和沿逆时针方向的概率相同，但是经过观察，我们可以看到沿逆时针方向自转的星系数量更多。
星系在宇宙微波背景上呈现出红移现象，这表明这些星系在空间方向上是在逐渐远离我们的。这个现象从一个角度上支持了宇宙大爆炸理论，也说明宇宙正在膨胀。
从大尺度上来说，星系是基本均匀的。但是从更小的尺度上来看，星系内部十分不均匀。大麦哲伦星系与小麦哲伦星系构成了双星系，这个系统与银河系一起又构成了一个三星系。
很少有星系在宇宙中是孤立存在的，通常来说星系都被视为视场星系。很多星系和其他星系之间有着重力的相互作用。如果有50个左右的星系聚集在一起，这样的星系聚集就被称为星系群。规模更大、包含星系更多的聚集则被称为星系团。这样的团通常以一个巨大的椭圆星系作为核心。
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