星系的演化
尽管进行了多年的研究，但对于星系形成的过程以及为什么不同星系的结构如此不同，我们仍然知之甚少。大多数天文学家认为，原始物质的微小密度波动导致了许多小的“前星系质量”的形成，这些质量类似于今天的矮星系，而这些星系的碰撞和合并导致了目前宇宙中常见的较大星系的形成。随着宇宙的膨胀，这些合并的星系成长为现在占据宇宙的大规模星系团和空洞。这种星系形成历史的证据大多来自于对宇宙中最遥远物体的观测，这些物体的光和其他物质电磁辐射现在到达地球的物质都是数十亿年前宇宙还很年轻的时候产生的。似乎人们观察的时间越久远，单个星系就会出现得越小，组织越松散。此外，还有许多星系合并的例子，并且观察到不规则星系合并形成更复杂系统的许多阶段。
不同的想法和模型试图解释为什么有些星系是椭圆的，有些是螺旋形的，有些是不规则的。这种变化可能与星系中恒星形成的时间与星系形成的时间有关——如果恒星形成于星系演化的早期，那么最有可能形成一个椭圆星系，因为气体将被耗尽，中心盘也不会形成。在这些椭圆星系中，恒星形成较早，它们目前的状态是由相对古老和冷恒星的系统主导的。相比之下，如果在星系形成后仍有大量气体存在，那么引力会使这些气体倾向于坍缩成一个旋转的圆盘，形成螺旋星系，在这些星系的整个历史中都能形成恒星星系的类型．
为什么有些星系的恒星形成较早，形成椭圆星系，而另一些星系的恒星形成较晚，形成螺旋星系，目前还不清楚。但已知的是，螺旋星系在宇宙中星系密度高的部分相对较少，这可能是因为星系之间的碰撞在星系密度高的区域更常见，而碰撞往往会破坏这些星系的螺旋臂结构。观测和计算机模型表明，星系之间的碰撞往往会留下具有椭圆特征的新星系，这些碰撞会向星系间空间喷射大量气体。此外，对深空的观察表明，椭圆星系在宇宙早期更常见，随着时间的推移越来越不常见，这表明碰撞可能会随着时间的推移破坏它们的螺旋结构。
尽管许多星系形成于宇宙历史的早期，但许多星系仍在形成或通过碰撞和其他在当今宇宙中正在进行的相互作用被广泛修改。当星系相互作用时，它们的暗物质晕首先相互作用，并可能从一个(相对较小的)星系转移到另一个星系，然后星系可能相互旋转并合并，通常较大的星系会吸收(或吞噬)较小的星系。星系间相互作用的其他计算机模型表明，星系可能会靠近但不会合并，而这种类型的相互作用的一个可能结果是在一个星系中形成螺旋臂，而以前不存在螺旋臂。星系之间的其他相互作用会在受影响的星系中产生突然爆发的新恒星形成，这表明星系和恒星的形成是宇宙中一个持续的过程。
参见天文学;天体物理学;宇宙学；暗物质;星系团;埃德温·哈勃望远镜;约翰内斯·开普勒。
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