螺旋 星系 （ 螺线 Galaxy)，是指由大量气体、尘埃和又热又亮的 恒星 所形成，有 旋臂 结构的扁平状星系。螺旋 星系 是具有漩涡结构的 河外星系 ，在 爱德文·哈勃 的星系分类中用S代表。
尾旋 星系的螺旋形状，最早是在1845年观测 猎犬座星系 M51 时发现的。
简介
这个扭曲的螺旋星系（ESO 510-G13）是与另一个星系碰撞的结果，而另一个星系完全被吸收掉了，这种过程通常需要耗费数百万年的时间。在 银河系 形成的现代理论中，最早期（据知是天文学家Els，之后提出论文的有Olin Eggen，Donald Lynden-Bell，和Allan Sandage）描述在一次单独（相对性的）的快速碰撞事件之后，银晕伴随着 星系 盘面诞生了。在1978年，出现另一种版本，（据知是SZ，作者有Leonard Searle and Robert Zinn）叙述的是一种渐进的过程，首先是较小的单位崩溃瓦解掉，然后才合并成为大的部份。
更为现代的想法是银晕可能是曾经环绕 银河系 旋转的 矮星系 和 球状星团 被毁灭之后的碎片，那么银晕将是老的部分被回收更新成新 天体 的场所。在最近几年，主要的想法被集中关注在 星系演化 上的合并事件，在电脑技术上的快速进展允许对星系演化做更好的模拟，并且观测技术的改进也提供了许多遥远星系经历合并事件的数据与资料。在1994年发现我们的 卫星星系 ， 人马座矮椭球星系 （SagDEG），正在被银河系逐渐的撕裂和吞噬之后，这种事件被认为在大星系的演化中是十分普遍的。 麦哲伦星系 是我们的卫星星系，无疑的将来也会遭受和人马座矮椭球星系相同的命运。合并掉大的卫星星系的事件或许可以解释 仙女座星系 （ 仙女星系 ）看起来有双重核心的问题。
人马座矮椭球星系环绕我们我们 银河系 的轨道几乎是垂直银河盘面的，他正在穿越盘面，每次穿越时 恒星 都会被剥离并进入我们银河系的银晕内，最后，人马座矮椭球星系将只会剩下核心。尽管如此，他剩余得质量仍然与巨大的 球状星团 ，像 NGC 5139 和G1一样，但看起来则相当不同，因为有大量神秘的 暗物质 出现，使它的表面密度较低，而一但成为球状星团，神秘的暗物质含量可能就很少了。
更多的 矮星系 与 银河系 正在进行合并的例子是 大犬座矮星系 ，被认为和2003年发现的 麒麟座 环和2005年发现的 处女座 星流 有关。
名称由来
尾旋 星系 的名称来自由核球向外成 对数 螺旋在星系盘内延展，并有 恒星形成 的明亮螺旋臂。虽然有时很难辨明，例如螺旋臂有丛生的絮结时，但螺旋臂相对的可以区分出有星系盘结构却没有螺旋臂的透镜星系。
螺旋星系的星系盘外通常会有庞大的球形 星系晕 包围着，其中主要的成员是年老的第二 星族 恒星 ，也有许多被聚集在环绕着星系核的 球状星团 内。
起源演化
起源
林达博是研究螺旋臂形成的先驱，他意识到恒星要恒久保持螺旋臂的形状会遭遇到"缠绕困境"而难以维持住，因为 星系 盘中 天体 的 第一宇宙速度 会随着至中心的距离而变化，一条向外辐射出的臂(像车轮的 辐条 )很快就会因为星系的自转弯成弧线。星系只要自转几周之后， 尾旋 臂的 曲率 就会增加至紧紧缠绕着星系的核球。但观测到的却不是如此。
第一个令人可以接受的理论是 林家翘 与 徐遐生 两人在1964年发明的，他们建议螺旋臂只是螺旋密度波的显示。他们假设 恒星 在细长的 椭圆轨道 上并且原来的轨道方向是互有关联的，也就是说，椭圆以很平顺的方式随着与核心距离的增加逐渐改变了他们的方向。这就是图中所说明的，很清楚的观察到椭圆轨道在某些区域紧密结合在一起的”现象”就是螺旋臂。
二择一的另一个被推荐的假说是 星系 的运动造成恒星陷入波浪中，因为形成时最亮的恒星也会最快死亡，便会在波的后方形成黑暗的区域，因而使得波被看见。
演进
天文学家根据 美国航空航天局 “哈勃”太空望远镜的观测数据研究发现，太空中美丽的螺旋星系曾经都是“丑小鸭”。天文学家认为，在 宇宙 的早期， 尾旋 星系并不是如今的模样，而是呈现一些奇怪的、畸形的外观，后来才慢慢演化成螺旋形状。
近一半的螺旋星系，包括 银河系 ，它们在60亿年前呈现出一些非常奇怪的形状。天文学家认为，这些奇怪的 星系 应该是通过碰撞和合并等过程形成螺旋星系的。尽管通常认为星系合并事件在80亿年前就已经开始大幅减少，但是研究表明，在那之后星系合并事件发生频率仍然很高，并一直持续到40亿年前。此外，还有一种被广泛认同的观点就是，星系合并会形成椭圆星系。但是，恰恰与这种观点相反，有科学研究团队支持另一种想定，那就是宇宙碰撞会形成螺旋星系。
在研究团队于《天文学和天体物理学》杂志上发表的另一篇研究论文中，天文学家提出了“螺旋再造”的假设。这种假设认为，那些受到富含气体的合并者影响的奇怪 星系 会慢慢再生为一种巨型 尾旋 。尽管 银河系 也是一个螺旋星系，但是它似乎少了些戏剧性变化过程。它的形成历史相对平静，而且在一段天文时期内避开了许多剧烈的碰撞。然而，巨大的 仙女座 则没有这么幸运，它非常符合这种“螺旋再造”的假设。
星系形成
星系是如何形成的，依然是天文物理学中最活跃的一个研究领域，并且继续延伸至 星系演化 的领域，而有些观念与看法已经被广泛的接受。
从 宇宙 微波背景辐射的观测已经证实，在大霹雳之后，宇宙有一段时间是非常同质性的，其间的起伏低于十万分之一。
今天最能被接受的观点是原始扰动的成长形成今天我们所观察到的所有结构，原始扰动诱发局部地区气体的物质密度增加，形成 星团 和 恒星 。这种模型的一种结果是在早期宇宙的一些地区因为有较高一点的密度而形形成了 星系 ，因此星系的诞生与早期宇宙的物理息息相关。
在这个领域的研究有许多都聚焦在我们自己的 银河系 ，因为它是最容易观察的星系。这些观察必须能解释，或至少不再增加分歧的意见， 星系演化 的理论，包括：星系盘十分的薄、密度和自转。 星系晕 非常巨大、稀薄、没有自转（或是只有微量的顺向或逆向的转动），也没有可观察出的结构。存在于 星系 晕中的 恒星 和星系盘中的比较，通常都非常老和 金属量 非常少（此处是一个对比，但是这些资料之间没有绝对的关联性）。
一些天文学家曾经鉴定出一些介于两者之间的 恒星 ，有人称之为"低金属密实盘"(metal weak thick disk)，也有人称为"特殊第二族星"，不一而足。如果确实有明显的区分，她们的描述将如同 贫金属 星（但晕星并不那么缺乏金属，也没有那么老），并且轨道非常靠近 星盘 ，有点儿" 虚胖 "的，较厚的星盘形状。
球状星团 是典型的老与贫金属，不是所有的都像大多数的一样是贫金属，而且/或许有些是比较年轻的 恒星 。在球状星团中有些恒星的年龄看起来好像和 宇宙 一样老！（使用完全不同的测量和分析方法）在每个球状星团之中，实际上都是在同一个时间诞生的。（只有少数几个显示有不同世代的 恒星 分别诞生）轨道细小（接近 星系 中心）的 球状星团 ，轨道接近星盘（对星盘是低倾斜的）和低离心率（比较圆些），而距离较远的球状星团轨道来自所有的方向，也有较高的离心率。高速云，中性氢的云气，如雨般的向星系坠入，并且推测从一开始就是如此。（这是形成星盘中的云气与 恒星 诞生所必须的来源）
主要特征
有相当大的总 角动量 中心有核球的结构，被周围的星系盘环绕着。核球类似椭圆 星系 ，有许多老年属于第二 星族 的恒星，并且通常会有 超大质量黑洞 隐藏在中心。 星系 盘是扁平的，伴随着 星际物质 、年轻的第一星族 恒星 、和疏散 星团 ，共同绕着核球旋转。
具有漩涡结构的 河外星系 ，在 爱德文·哈勃 的星系分类中用S代表。 尾旋 星系的螺旋形状，最早是在1845年观测 猎犬座星系 M51 时发现的．螺旋星系的中心区域为 透镜 状，周围围绕着扁平的圆盘．从隆起的核球两端延伸出若干条螺线状 旋臂 ，叠加在星系盘上。除了旋臂上集聚高光度O、B型星、 超巨星 、 电离 氢区外，同时还有大量的尘埃和气体分布在 星系 盘上。从侧面看在主平面上呈现为一条窄的尘埃带，有明显的 消光 现象。
漩涡星系通常有一个笼罩整体的、结构稀疏的晕，叫做 星系晕 。其中主要是 星族 Ⅱ 天体 ，其典型代表是 球状星团 。一个中等质量的漩涡星系往往有100－300个球状星团。随机地散布在 星系 盘周围空间。在往外，可能还有更稀疏的气体球，称为星系晕。漩涡星系的质量为十亿到一万亿个太阳质量，对应的光度是 绝对星等 15~-21等。直径范围是5～50千秒差距。Sa型 星系 的总光谱型为K，Sb型为F～K,Sc型为A～F。产生总光谱的主要天体既有高光度早型星，又有高光度晚型星。 星族 Ⅰ 天体 组成星系盘和 旋臂 ，星族Ⅱ天体主要构成星系核、 星系晕 和 星系冕 。
我们的星系， 银河系 ，长久以来都被认为是 旋涡星系 ，以哈柏分类法归类为Sbc，但来自 史匹哲太空望远镜 的观测却显示应该是 棒旋星系 ，分类为SBb。
基本分类
螺旋星系可分为正常漩涡星系和棒旋星系两种．按 哈勃空间望远镜 分类，正常漩涡星系又分为a、b、c三种次型：Sa型中心区大，稀疏地分布着紧卷旋臂；Sb型中心区较小， 旋臂 较大并较开展；Sc型中心区为小亮核，旋臂大而松弛。
星系结构
螺旋臂
螺旋臂是由星系的核心延伸出来的漩涡和短棒组成的区域。这些长且薄的区域类似漩涡，此种星系也因此而得名。
螺旋臂的存在曾经令科学家大惑不解，因为在星系旋转时，星系最外围(边缘)的 恒星 运动得比接近中心的恒星更快。事实上，螺旋臂并不是恒星运动造成的结果，但是密度波会导致 恒星形成 。因此，螺旋臂因为有年轻的恒星而显得明亮，不是因为恒星的运动造成螺旋臂。
核球
核球是巨大的，由恒星紧紧的包裹而成的集团，普遍的存在于绝大多数螺旋星系的中心。
螺旋星系的核球通常由第二 星族 的 恒星 组成，又小、又红也较老。这是因为这些恒星全都是与 星系 同时诞生的，都已经有数十亿的年龄，只有小的红色星能活的如此久。
一些核球有第一星族的 恒星 ，蓝色、年轻的恒星，或是两者混合在一起，虽然离完全了解还有很长的距离，通常都认为这是与其他星系产生交互作用的证明，例如星系吞噬，将新的气体送到中心并且造成恒星的形成。
核球有些特性与椭圆星系相似(缩减至较低的质量和光度)。
扁球体
螺旋 星系 中大多数的 恒星 ，不是紧挨着星系盘唯一的平面，就是围绕着星系的核心(核球)在常规的轨道上运行，再不就是聚在扁球体的星系扁球体绕着星系核心转。
然而，这些形成的扁球晕或 星系 扁球体，都朝向星系的中心集中。对这些 星座 的轨道仍有争议，他们的方向有顺行也有逆行，或许并合著高倾斜角的轨道，或再不规则的轨道上运行，不一而足。晕中的 恒星 或许是来自外面的，或是因为 星系 吞噬而来自其他的星系。例如， 人马座矮椭球星系 是 银河系 正在进行星系吞噬的对象，观测显示银晕中的一些 恒星 就来自这个星系的扁球体。
不同于星系盘， 星系晕 中的星际尘埃似乎是自由的，进一步的比对，晕中的恒星都是第二 星族 的，金属含量也远比在星系盘中的第一星族的低(比较像核球的)。星系晕中也有许多的 球状星团 。
晕中的星在运行中偶尔也会穿越过 星系 盘，一些在 太阳 附近的 红矮星 就被认为是属于星系晕的成员，例如 卡普坦星 和 Groombridge 1830。由于他们环绕星系中心的运动是不规则的，这些 恒星 经常会呈现出异常的自行现象。
代表星系
涡状星系
涡状星系 （Whirlpool Galaxy），又叫做 M51 或是NGC5194，位在天空北方的猎犬座（Canes Venaciti），长度约有六万五千光年，距离 地球 二千三百万光年。
涡状星系
涡状星系是由 查尔斯·梅西耶 于1773年10月13日发现的。其伴 星系 NGC 5159则由 皮埃尔·梅香 于1781年发现。直至1845年之前，它是第一个被发现的 旋涡星系 ，而发现它是漩涡状的是 威廉·帕森思 ，他透过一座建于 爱尔兰 比尔城堡的72 反射望远镜而得出此观察结果。在2005年，人们观察到 涡状星系 内的一颗 超新星 SN 2005cs，其最高亮度达14等。有时候， M51 是指涡状星系及其伴星系，如果要作出区分的话，则会将涡M51分为M51A（NGC 5194）及 NGC 5195 （NGC 5195）。
向日葵星系
向日葵星系 （也称为M63、NGC 5055）是位于 猎犬座 ，属于 M51星系群 的一个螺旋星系。这个 星系群 还有M51。
向日葵星系是在1779年6月14日被梅香发现的，并被梅西尔收录为梅西尔天体，编号是M63。在19世纪中叶，罗素爵士确认这是一个有螺旋构造的 星系 ，使它成为第一个结构被确认的星系。
三角座星系
三角座 星系（也称为M 33或NGC 598）是位于 三角座 的一个螺旋星系，距离大约314万光年。 三角座星系 在 本星系群 中是第三大的星系，比邻近的 仙女星系 和我们的 银河系 略小一些，并可能受到仙女座星系的重力约束，但在 宇宙 中仍可算是一个大的螺旋星系。 双鱼座矮星系 (LGS 3)，是本地群中的成员之一，可能是三角座星系的 卫星星系 。
在良好的观测环境下， 三角座星系 能以肉眼直接看见，这使它成为无需装备协助或支援就能看见的星系，但是很容易与邻近的 NGC 752 混淆。
在2005年，使用VLBA(超长基线阵列)的观测发现在 三角座星系 相对的两处各有一个水 微波 激射，这是第一次能对三角座星系进行角自转和自行的估计。测得的数据为相对于 银河系 以190 ± 60 公里/秒向 仙女星系 接近。
仙女座星系
仙女座星系(Andromeda Galaxy， 音标 为：/ˌanˈdrɒmədə/，也称为梅西尔31、M31或NGC 224，早期的文件中曾经称为 仙女座星云 )是一个螺旋星系，距离大约250万光年，位于仙女座的方向上，是人类肉眼可见（3.5等星）最远的 深空天体 。仙女座 星系 被相信是 本星系群 中最大的星系，本星系群的成员有 仙女星系 、银河系、 三角座星系 ，还有大约50个小星系。但根据改进的测量技术和最研究的数据结果，科学家现相信 银河系 有许多的 暗物质 ，并且可能是在这个集团中质量最大的。然而， 史匹哲太空望远镜 最近的观测显示 仙女星系 有将近 一兆 (1012)颗 恒星 ，数量远比我们的银河系为多。在2006年重新估计银河系的质量大约是仙女座星系的50%，大约是7.1×1011M☉。
仙女座星系在适度黑暗的天空环境下很容易用肉眼看见，但是如此的天空仅存在于小镇、被隔绝的区域、和离人口集中区域很远的地方，只受到轻度 光污染 的环境下。肉眼看见的 仙女座 星系 非常小，因为它只有中心一小块的区域有足够的亮度，但是这个星系完整的角直径有满月的七倍大。
大螺旋星系
起源及演化大螺旋星系(NGC 123)最迷人的地方在于其拥有数以万计的蓝色的 恒星 ，散布其间。大片星际气体好似将这片 蓝色舞动成漩涡状。而那些不被我们所了解的 暗物质 ，在这种漩涡的外延逃逸。
在 宇宙 中高速运行具有星系核的星系，当它追及到另一个具有星系核的星系时，如果两者的运行速度相近，就会相互吞噬，形成了一个更大的星系。倘若这两个 星系 的星系核相遇，就会相互绕转而形成一个质量更大的高速旋转的星系核。这个高速旋转的星系核就像一个巨大的 发电机 ，从它的两极爆发出能量强大的粒子流向远方喷射。星系核的能量越大，喷射粒子流的流量也就越大，喷射得也就越遥远。我们把这样的星系核称作两极喷流星系核。星系核在喷射高能粒子流的时候，会消耗其自身的能量，然而，当它俘获了其它 星团 或者星系以后，就会增添能量。
当星系核的能量发生由大到小的变化时，就会建造出两条由远及近粗大的喷流带。如果星系核的磁轴绕着另一条轴（这条轴称作星系核的自转轴）旋转，那么，喷流带的轨迹就会弯曲，而演变成螺旋星系的两条 旋臂 。一般的， 星系 核的磁轴与自转轴之间的夹角（0~π/2）越大，所建造的星系盘面就会越扁；否则就会越厚。星系核的磁轴绕着自转轴的旋转速度越快，旋臂缠卷得就会越紧；否则，就会越松。螺旋星系的两条旋臂是 恒星 诞生的活跃区域。
NASA发现
对于宇宙的探索人类从未停下脚步，找到另外一个适合人类居住的星球一直是人类近几十年来一直在追寻的目标，其中美国 NASA 航天局和欧航空局作为主要的中坚力量。NASA航天局和欧航空局的主要仪器设备就是 哈勃空间望远镜 ，而这种望远镜不仅仅是专业的探寻 宇宙 的天文望远镜，还能够捕获宇宙之间的 射线 ，例如X射线， γ射线 等等。
美国NASA航空航天局和 欧洲航天局 的哈勃太空望远镜，在宇宙的深处发现而来一个色彩非常分明的 星系 ，呈现螺旋状。而航天局将这个遥远的星系和附近的 恒星 的星系命名为 NGC4183 。NGC4183是位于 地球 约55万光年的位置，这个星系比 银河系 要略小一点。这个星系，它属于到大熊集团，位于猎犬座的北边。
NGC4183是一个 尾旋 星系，其核心看上去不是特别明显，并且其形态是一个开放式的螺旋结构。但是不凑巧的是，从地球上观看这个星系的边缘，不能够非常清晰的看清楚其 旋臂 。不过NGC4183星系的银盘还是能够很好的观测到的。
NGC4183 的 磁盘 组成建构主要是由气体，尘埃和 恒星 的 星系 。观测的结果表明NGC4183的银道面存在灰尘，还能看见一些结构非常复杂颜色是黑色的细丝，这些细丝阻挡了星系核心的 能见度 。对于这个星系的观测发现，这个星系应该存在杆系结构。人类所认知的星系一般结构都是以气体的 尾旋 臂作为中心轴，这样可以加强恒星的形成，但是NGC4183有些特殊，其隆起的星系的螺旋臂比一般的星系看上去更加明显。
最新发现
2016年1月9日， 美国航空航天局 发布了一张由 哈勃空间望远镜 拍摄的螺旋星系图像。在这个 星系 发光的中心，是一个超级黑洞。位于6500万光年之外处女星座中的螺旋星系NGC 4845，拥有明亮的星系核球，和扁平而布满星际尘埃的星系盘。在它发光的中心，是一个巨大的超级黑洞。
对于像NGC 4845这样遥远的星系，黑洞的存在可以从它对最靠中心的 恒星 的影响来判断。这些恒星经受着黑洞的强大 引力 ，更快地绕着星系中心旋转。通过调查这些位于中心的恒星的运动，天文学家可以估算出黑洞的质量。据估计，NGC 4845 星系 中心的这个黑洞，质量是 太阳 的数十万倍。
最大星系
天文学家在遥远的太空又有巨大收获，目前为止（2013年01月）最大的螺旋星系被发现，令人震惊的是它仅是刚刚形成，未来或许会变得更大。
根据外国媒体报道，天文学家把此星系命名为NGC6872，已经可确定为已知的最大螺旋星系，据测算它的横跨度超过了522,000光年，比 银河系 大5倍以上。
一组来自巴西、 智利 及 美国 的研究团队发现了它，经过分析他们认为NGC6872仅是刚刚形成的 星系 ，它还将继续生长。本次研究负责人拉斐尔表示：“这是我们目前发现的最大星系，它的横跨度甚至超过了50万光年，而它也是很年轻的星系，未来它将成为 宇宙 中炙手可热的明星。”
早在2012年10月份，科学家就发现了一个巨大星系，研究人员将其编号为A2261- BCG 吗，而它的跨度达到了1万光年，当时被认定为最大星系，但仅仅半年之后这个纪录就被打破。