กาแล็กซีที่มีอยู่มากมายบนท้องฟ้านั้น อยู่ในบริเวณที่กว้างใหญ่ไพศาล เรียกว่า เอกภพ หรือ จักรวาล โลกของเราอยู่ในกาแล็กซีทางช้างเผือก กาแล็กซีที่อยู่ใกล้กับกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรามากที่สุด คือ กาแล็กซีแมกเจลแลนใหญ่

ดาวไม่ได้อยู่กระจายไปในอวกาศ หากแต่อยู่ร่วมกันเป็นระบบเรียกว่า กาแล็กซี (Galaxy) หรือ ดาราจักร กาแล็กซีของเรา คนไทยเรียกชื่อว่า กาแล็กซีทางช้างเผือก ส่วนชื่อสากลคือ “Milky Way” หรือธารน้ำนม ที่ได้ชื่อเช่นนี้เป็นเพราะ เราสามารถมองเห็นกาแล็กซีของเราเป็นทางสว่างสีขาวพาดผ่านอยู่บนท้องฟ้านั่นเอง

ระบบสุริยะของเราไม่ได้อยู่ที่ศูนย์กลางของทางช้างเผือก เราจึงมองเห็นทางช้างเผือกมีความหนาแน่นไม่เท่ากัน กาแล็กซีมีหลายรูปร่างต่างๆ กัน เช่น กาแล็กซีรูปกังหัน กาแล็กซีรูปรี กาแล็กซีแต่ละประเภทก็มีประชากรดาวต่างกันออกไป

กาแล็กซี (Galaxy) หรือ ดาราจักร หมายถึง อาณาจักรของดาว กาแล็กซีหนึ่งๆ ประกอบด้วยแก๊ส ฝุ่น ดาวฤกษ์ และดาวเคราะห์หลายแสนล้านดวง กาแล็กซีมีขนาดประมาณหมื่นล้านถึงแสนล้านปีแสง กาแลกซีของเราชื่อ “ทางช้างเผือก”

ปัจจุบันเราอนุมานว่า กาแล็กซีทางช้างเผือกมีขนาดประมาณหนึ่งแสนปีแสง เนื่องจากโลกของเราอยู่ในระบบสุริยะซึ่งอยู่ริมดาราจักรทางช้างเผือก จึงมองเห็นทางช้างเผือกเป็นทางสว่างพาดผ่านท้องฟ้าเป็นฝ้าสีขาว

การศึกษาโครงสร้างของทางช้างเผือก จำเป็นต้องศึกษาจากภายในออกมา จึงทำให้มองเห็นภาพรวมได้ยาก ดังนั้น การศึกษากาแล็กซีอื่นๆ ซึ่งอยู่ภายนอกจึงช่วยให้เราเข้าใจกาแล็กซีของตัวเองได้มากขึ้น

กาแล็กซีมีรูปทรงแตกต่างกันหลายประเภท ซึ่งสามารถแบ่งเป็นประเภทใหญ่ๆ ได้ 2 ประเภทคือ กาแล็กซีปกติ (Regular galaxy) ที่มีสัณฐานรูปทรงชัดเจนสามารถแบ่งได้อีก 3 แบบ และกาแล็กซีไม่มีรูปแบบ (Irregular galaxy) ที่ไม่มีรูปทรงสัณฐานชัดเจน เช่น แมกเจลแลนใหญ่ และแมกเจลแลนเล็ก ซึ่งเป็นกาแล็กซีบริวารของทางช้างเผือก

เอ็ดวิน ฮับเบิล (Edwin Hubble) นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน ได้ทำการศึกษากาแล็กซีด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ และจำแนกประเภทของกาแล็กซีตามรูปทรงสัณฐานออกเป็น 4 ประเภท ได้แก่

1. กาแล็กซีกังหัน เช่น กาแล็กซีทางช้างเผือก กาแล็กซีแอนโดรเมดา
2. กาแล็กซีกังหันมีแกน เช่น กาแล็กซีซีเอ็นจีซี 7479
3. กาแล็กซีแบบรูปไข่ เช่น กาแล็กซีซีซีเอ็ม 87
4. กาแล็กซีไร้รูปแบบ เช่น กาแล็กซีแมกเจลแลนใหญ่ กาแล็กซีแมกเจลแลนเล็ก

กาแล็กซีทางช้างเผือก เป็นกาแล็กซีแบบกังหัน มีดาวฤกษ์ประมาณแสนล้านดวง มีมวลรวมประมาณ 9 หมื่นล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ แบ่งเป็น 3 ส่วน ได้แก่ จาน ส่วนโป่ง และเฮโล

ปัจจุบันเชื่อกันว่า ดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นศูนย์กลางระบบสุริยะของเราอยู่ห่างจากศูนย์กลางของกาแล็กซีทางช้างเผือกราว 30,000 ปีแสง และหมุนโคจรรอบศูนย์กลางกาแล็กซีด้วยความเร็ว 220 กิโลเมตรต่อวินาที โคจรครบหนึ่งรอบใช้เวลาราว 240 ล้านปี ดวงอาทิตย์ของเรามีอายุ 4,600 ล้านปี เท่ากับว่าน่าจะโคจรรอบกาแล็กซีมาแล้วเกือบ 20 รอบ

นักดาราศาสตร์ใช้กฎเคปเลอร์ข้อที่ 3 คำนวณหามวลรวมของทางช้างเผือกภายในวงโคจรของดวงอาทิตย์ จากนั้นทำการตรวจวัดมวลของกาแล็กซีด้านนอกของวงโคจรดวงอาทิตย์เพิ่มเติม โดยใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุ พบว่ามวลของดาราจักรประกอบด้วยดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ แก๊ส และฝุ่นที่สังเกตได้โดยตรงด้วยแสงเพียง 10% เท่านั้น

ฉะนั้น มวลสารส่วนใหญ่ของกาแล็กซีอีก 90% เป็นสิ่งที่ไม่สามารถมองเห็นได้ซึ่งอาจจะเป็นหลุมดำขนาดเล็ก ดาวที่เย็นมาก หรืออนุภาคขนาดเล็กจำนวนมาก นักดาราศาสตร์จึงเรียกวัตถุเหล่านี้โดยรวมว่า “สสารมืด” (Dark matter)