结构

太阳系是以太阳为中心，和所有受到太阳的重力约束天体的集合体：8颗行星、至少165颗已知的卫星、5颗已经辨认出来的矮行星和数以亿计的太阳系小天体。这些小天体包括小行星、柯伊伯带的天体、彗星和星际尘埃。

广义上，太阳系的领域包括太阳，4颗类地的内行星，由许多小岩石组成的小行星带，4颗充满气体的巨大外行星，充满冰冻小岩石，被称为柯伊伯带的第二个小天体区。在柯伊伯带之外还有黄道离散盘面和太阳圈，和依然属于假设的奥尔特云。

依照至太阳的距离，太阳系内的行星依序是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。8颗行星中的6颗有天然的卫星环绕，在太阳系外侧的行星还被由尘埃和许多小颗粒构成的行星环环绕着。除地球外，在地球上肉眼可见的行星以五行为名，其余则与西方一样，全都以希腊和罗马神话故事中的神仙为名。五颗矮行星是冥王星，柯伊伯带内已知最大的天体之一鸟神星与妊神星，小行星带内最大的天体谷神星，和属于黄道离散天体的阋神星。

行星（英语：Planet、拉丁语：Planeta），通常指自身不发光，环绕着恒星的天体。其公转方向常与所绕恒星的自转方向相同（由西向东）。一般来说行星需具有一定质量，行星的质量要足够的大（相对于月球）且近似于圆球状，自身不能像恒星那样发生核聚变反应。2007年5月，麻省理工学院一组太空科学研究队发现了已知最热的行星（摄氏2040度）。

随着一些具有冥王星大小的天体被发现，“行星”一词的科学定义似乎更形逼切。历史上行星名字来自于它们的位置（与恒星的相对位置）在天空中不固定，就好像它们在星空中行走一般。太阳系内肉眼可见的5颗行星水星、金星、火星、木星和土星早在史前就已经被人类发现了。16世纪后日心说取代了地心说，人类了解到地球本身也是一颗行星。望远镜被发明和万有引力被发现后，人类又发现了天王星、海王星，冥王星（2006年后被排除出行星行列，2008年被重分类为类冥天体）还有为数不少的小行星。20世纪末人类在太阳系外的恒星系统中也发现了行星，截至2013年7月12日，人类已发现910颗太阳系外的行星。

黑洞（英文：Blackhole）是根据广义相对论所预言、在宇宙空间中存在的一种质量相当大的天体和星体（非一个“洞”）。黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽后，发生引力坍缩而形成。黑洞的质量是如此之大，它产生的引力场是如此之强，以致于任何物质和辐射都无法逃逸，就连传播速度最快的光（电磁波）也逃逸不出来。由于类似热力学上完全不反射光线的黑体，故名黑洞。在黑洞的周围，是一个无法侦测的事件视界，标志着无法返回的临界点。

当星体发生超新星爆炸时，中子之间强烈的互相排斥力量无法抵挡外界推挤力量，将中子星挤压成更高密度状态，同时在没有其他力量足以抵挡如此强大压力的情况下，整个星球会不断地缩小，最终形成“黑洞”。直至目前为止，质量最小的黑洞大约有3.8倍太阳质量。

黑洞无法直接观测，但可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因高热而放出紫外线和X射线的“边缘讯息”，可以获取黑洞的存在的讯息。推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行黑洞轨迹，来取得位置以及质量。

黑洞是天文物理史上，最引人注目的题材之一，在科幻小说、电影甚至报章媒体经常可见将黑洞作为素材。迄今为止，黑洞的存在已被天文学界和物理学界的绝大多数研究者所认同，天文界并不时提出于宇宙中观测发现到已存在的黑洞。

恒星是大质量、明亮的等离子体球。太阳是离地球最近的恒星，也是地球能量的来源。白天由于有太阳照耀，无法看到其他的恒星；只有在夜晚的时间，才能在天空中看见其他的恒星。恒星一生的大部分时间，都因为核心的核聚变而发光。核聚变所释放出的能量，从内部传输到表面，然后辐射至外太空。几乎所有比氢和氦更重的元素都是在恒星的核聚变过程中产生的。恒星天文学是研究恒星的科学。

天文学家经由观测恒星的光谱、光度和在空间中的运动，可以测量恒星的质量、年龄、金属量和许多其他的性质。恒星的总质量是决定恒星演化和最后命运的主要因素。其他特征，包括 直径、自转、运动和温度，都可以在演变的历史中进行测量。描述许多恒星的温度对光度关系的图，也就是赫罗图（HR图），可以测量恒星的年龄和演化的阶段。

恒星诞生于以氢为主，并且有氦和微量其他重元素的云气坍缩。一旦核心有足够的密度，有些氢就可以经由核聚变的过程稳定的转换成氦。恒星内部多余的能量经过辐射和对流组合的携带作用传输出来；恒星内部的压力则阻止了恒星在自身引力下的崩溃。一旦在核心的氢燃料耗尽，质量不少于0.5太阳质量的恒星，将膨胀成为红巨星，在某些情况下更重的化学元素会在核心或包围着核心的几层燃烧。这样的恒星将发展进入简并状态，部分被回收进入星际空间环境的物质，将使下一代恒星诞生时正元素的比例增加。

恒星并非平均分布在星系之中，多数恒星会彼此受引力影响而形成聚星，如双星、三合星、甚至形成星团等由数万至数百万计的恒星组成的恒星团。当两颗双星的轨道非常接近时，其引力作用或会对它们的演化产生重大的影响，例如一颗白矮星从它的伴星获得吸积盘气体成为新星。

恒星集团或恒星云是恒星的集团，可以区分为两种类型：球状星团是由成千上万颗老年恒星被万有引力紧密束缚在一起的恒星集团；而疏散星团一般只有数百颗恒星，而且通常都很年轻的恒星组成，是结构较为松散的恒星集团。疏散星团在银河系中运动时会受到巨大分子云的影响，而随着时间的流逝逐渐瓦解，但星团中的成员即使不再受彼此间的引力约束，但仍将继续维持大致相同的运动方向在空间中移动；然后他们会被称为星协或是移动星群。

肉眼可见的恒星集团包括昴宿星团、毕宿星团和蜂巢星团。

星系的英语词galaxy源自于希腊语的γαλαξίας (galaxias)。广义上星系指无数的恒星系（当然包括恒星的自体）、尘埃（如星云）组成的运行系统。指参考我们的银河系，是一个包含恒星、气体的星际物质、宇宙尘和暗物质，并且受到重力束缚的大质量系统。典型的星系，从只有数千万（107）颗恒星的矮星系到上兆（1012）颗恒星的椭圆星系都有，全都环绕着质量中心运转。除了单独的恒星和稀薄的星际物质之外，大部分的星系都有数量庞大的多星系统、星团以及各种不同的星云。

历史上，星系是依据它们的形状分类的（通常指它们视觉上的形状）。最普通的是椭圆星系，有椭圆形状的明亮外观；漩涡星系是圆盘的形状，加上弯曲尘埃的旋涡臂；形状不规则或异常的，通常都是受到邻近的其他星系影响的结果。邻近星系间的交互作用，也许会导致星系的合并，或是造成恒星大量的产生，成为所谓的星爆星系。缺乏有条理结构的小星系则会被称为不规则星系。

在可以看见的可观测宇宙中，星系的总数可能超过一千亿（1011）个以上。大部分的星系直径介于1,000至100,000 秒差距，彼此间相距的距离则是百万秒差距的数量级。 星系际空间（存在于星系之间的空间）充满了极稀薄的等离子，平均密度小于每立方米一个原子。多数的星系会组织成更大的集团，成为星系群或团，它们又为聚集成更大的超星系团。这些更大的集团通常被称为薄片或纤维，围绕在宇宙中巨大的空洞周围。

虽然我们对暗物质的了解很少，但在大部分的星系中它都占有大约90%的质量。观测的资料显示超重黑洞存在于星系的核心，即使不是全部，也占了绝大多数，它们被认为是造成一些星系有着活跃的核心的主因。银河系，我们的地球和太阳系所在的星系，看起来在核心中至少也隐藏着一个这样的物体。

超星系团是在宇宙的大尺度结构中，比星系团和星系群更大的结构。

现存的超星系团显示宇宙内的星系分布是不均匀的；多数的都聚集在一起成为群和集团，每个小集团的星系从50个至数千个不等。这些群和集团与其他星系形成更大的被隔绝的结构，称为超星系团。

在本质上曾经被认为是最大的结构，超星系团现在被了解是有时被称为'超星系复合体'的更大的片状或墙的巨大结构的下一层级，他们可能跨过数十亿光年的空间，超过了可见宇宙的5%。超星系团本身可能跨越数亿光年的距离，星系的典型速度约为1000公里/秒。哈柏定律暗示这些典型星系的速度是在1/H的哈柏时间大约只有3千万光年时的速度，近似于当时的宇宙年龄。当这些距离以人类的术语表达时，它远小于超级星系团。在膨胀的宇宙中，一个天体的距离d相当于他现在的速度v乘上它所经历的时间t，但在时间相较于1/H不算小时天体的距离会被低估。上面的演算依然需要提出一些想法来修正，在正常的过程中从星系的形成或消散这些结构需要多少的时间，这都显示他们有更大的年龄。当我们现在观察到超级星系团和更大的结构时，我们得知这些超级星系团被创造时的宇宙情况。在超级星系团内的自转轴方向也给予我们洞察在早期宇宙历史中星系形成的过程。

还没有由超星系团组合成的集团（极超星系团或超超星系团）被发现，是否存在比超星系团更大的结构也还在争辩中（参见星系纤维,根据宇宙微波背景辐射的数据,宇宙中的物质在大尺度下是均匀分布的,似乎不存在比“星系纤维”更庞大的构造。超星系团之间有巨大的空洞，在空间中只有少量的星系存在。即使超星系团被证实是最大的结构，超星系团的总数依然留下结构分布的可能性，相信超星系团在宇宙中的数量应该在一仟万个。

超星系团经常会被分割成被称为星系云的小集团。

星系团（Galaxy groups and clusters）是由星系组成的自引力束缚体系，通常尺度在数百万秒差距，包含了数百到数千个星系。包含了少量星系的星系团叫做星系群。银河系所在的星系群叫做本星系群，成员星系大约为50个。距离本星系群较近的一个星系团是室女座星系团，包含了超过2500个星系。

许多星系团是明亮的X射线源，其中X射线辐射是由强引力势阱束缚住的高温气体发出的。 星系团的气体质量可达发光星系总质量的3-5倍。 研究星系团中物质的分布能够为暗物质的存在提供证据。

不同星系团中，各种类型的星系所占的比例很不一样。研究发现，椭圆星系的比例与星系团的形态密切相关，如果一个星系团中椭圆星系所占的比例很大，那么这个星系团的形状倾向于规则和对称，如果椭圆星系所占的比例很小，星系团一般显示出不规则的形状。

大尺度结构（英语：Large-scale structure）在物理宇宙学中指可观测宇宙在大范围内（典型的尺度是十亿光年）质量和光的分布特征。巡天和各种不同电磁波辐射波长的调查和描绘，特别是21厘米辐射，获得了宇宙结构的许多内容和特性。结构的组织看起来是跟随着等级制度的模型，以超星系团和纤维状结构的尺度为最上层，再大的似乎就没有连续的结构了，这所指的就是伟大的结局（end of greatness）现象。

结构的组织争议开始于恒星的层次，虽然多数的宇宙学家很少在天体物理学中研究这个尺度。恒星是星系内的组织，星系则组织成星系群、星系团和被巨大的空洞分隔的超星系团。在1989年之前，一般的假设是均巧的星系团是存在的最大结构，并且在宇宙的各个方向上的分布或多或少都是均匀的。然而，建立在红移观测的资料上，Margaret Geller 和John Huchra在1989年发现了长城，由星系组成的长5亿光年、宽2亿光年、厚1500万光年的结构。这个结构的存在跳脱了长久以来的认知，因为它需要星系在三个空间维度中的位置，就必需加入来自红移的星系距离资料。在2003年，另一个大尺度结构 － 史隆长城 － 也被发现了。但是，在技术上并不认为这是一种结构，因为彼此在重力上并无关联，只是在测量的距离上都出现在那儿。在太空中最大的空洞之一是摩羯座的空洞，估计他的直径是2.3亿光年。

在2007年8月，一个可能的超级空洞在波江座被发现，他与WMAP冷斑点 －在微波的天空中寒冷的一个区域－ 一致，但在现行受到偏爱的宇宙论模型下是极度不可能存在的。这个超级空洞造成的冷斑点，超乎想像的巨大，可能跨越了十亿光年的空间。

对宇宙进一步的研究看到巨大的像是气泡的空洞分隔开了片状结构和星系纤维，而超星系团就像是其中偶尔相对出现的密集节点。这种网络结构在2度视场星系红移巡天可以清楚的看见。在巡天勘测的内侧部分三度空间图的结构中显示，在附近的宇宙显露出令人印象深刻的结构。几个超星系团显示出，像是史隆长城，迄今所知道宇宙的最大结构。