Pengertian galaksi dan jenis-jenisnya

 
Galaksi adalah sebuah sistem masif yang terikat gaya gravitasi yang terdiri atas bintang (dengan segala bentuk manifestasinya, antara lain bintang neutron dan lubang hitam), gas dan debu medium antarbintang, dan materi gelap–komponen yang penting namun belum begitu dimengerti.^[1][2] Kata galaksi berasal dari bahasa Yunani galaxias (γαλαξίας), yang berarti "seperti susu," yang merujuk pada galaksi Bima Sakti (bahasa Inggris: Milky Way [jalan susu]). Galaksi yang ada berkisar dari galaksi katai dengan hanya sepuluh juta (10⁷) bintang^[3] hingga galaksi raksasa dengan seratus triliun (10¹⁴) bintang,^[4] yang semuanya mengorbit pada pusat massa galaksi masing-masing. Matahari adalah salah satu bintang dalam galaksi Bima Sakti; tata surya termasuk bumi dan semua benda yang mengorbit Matahari.
Tiap galaksi memiliki jumlah sistem bintang dan gugus bintang yang beragam, demikian juga jenis awan antarbintangnya. Di antara galaksi-galaksi ini tersebar medium antarbintang berupa gas, debu, dan sinar kosmis. Lubang hitam supermasif terdapat di pusat sebagian besar galaksi. Diperkirakan lubang hitam supermasif inilah penyebab utama inti galaksi aktif yang ditemukan pada sebagian galaksi. Galaksi Bima Sakti diketahui memiliki setidaknya satu lubang hitam supermasif.^[5]
Secara historis galaksi dikelompokkan berdasarkan bentuk terlihatnya atau biasa disebut morfologi visualnya. Bentuk yang umum adalah galaksi eliptis,^[6] yang memiliki profil cahaya berbentuk elips. Galaksi spiral adalah galaksi berbentuk cakram dengan lengan galaksi yang melengkunng dan berisi debu. Galaksi dengan bentuk yang tak beraturan atau tidak biasa disebut galaksi tak beraturan dan biasanya disebabkan karena gangguan oleh tarikan gravitasi galaksi tetangga. Interaksi yang demikian antara galaksi-galaksi yang berdekatan dapat menyebabkan penggabungan, yang terkadang meningkatkan jumlah pembentukan bintang hingga menghasilkan galaksi starburst.^[7]
Kemungkinan terdapat lebih dari 170 miliar (1,7 × 10¹¹) galaksi dalam alam semesta teramati.^[8] Sebagian besar berdiameter 1000 hingga 100.000 parsec^[9] dan biasanya dipisahkan oleh jarak beberapa juta parsec (atau megaparsec).^[10] Ruang antargalaksi diisi oleh gas tipis dengan kerapatan massa kurang dari satu atom per meter kubik. Sebagian besar galaksi diorganisasikan ke dalam sebuah hirarki himpunan yang disebut kelompok dan gugus, yang pada gilirannya membentuk himpunan yang lebih besar yang disebut gugus raksasa. Dalam skala terbesar himpunan-himpunan ini umumnya tersusun dalam lapisan dan untaian yang dikelilingi oleh kehampaan yang sangat luas.^[11]
Meskipun belum dipahami secara menyeluruh, materi gelap kemungkinan menyusun sekitar 90% dari massa sebagian besar galaksi.^[rujukan?] Data pengamatan menunjukkan lubang hitam supermasif kemungkinan ada di pusat dari banyak (kalau tidak semua) galaksi.

Etimologi

Kata galaksi berasal dari istilah bahasa Yunani untuk menyebut galaksi kita, galaxias (γαλαξίας) atau kyklos galaktikos (κύκλος γαλακτικός). Masing-masing berarti "sesuatu yang menyerupai susu" dan "lingkaran susu",^[12] sesuai dengan penampakannya di angkasa berupa pita putih samar. Dalam mitologi Yunani, Zeus menempatkan anak laki-lakinya yang dilahirkan oleh manusia biasa, bayi Heracles, pada payudara Hera ketika Hera sedang tidur sehingga bayi tersebut meminum susunya dan karena itu menjadi manusia abadi. Hera terbangun ketika sedang menyusui dan kemudian menyadari ia sedang menyusui bayi yang tak dikenalnya: ia mendorong bayi tersebut dan air susunya menyembur mewarnai langit malam, menghasilkan pita cahaya tipis yang dikenal dalam bahasa Inggris sebagai Milky Way (jalan susu).^[13][14]
Ketika William Herschel menyusun "katalog nebula" miliknya pada tahun 1786, dia menggunakan istilah "nebula spiral" untuk objek-objek tertentu seperti objek M31. Di kemudian waktu akan disadari bahwa objek tersebut sebenarnya merupakan kumpulan dari banyak bintang, dan dipakailah istilah "island universe" ("alam semesta pulau") untuk merujuk pada objek yang demikian. Namun, kemudian disadari bahwa kata "universe" (alam semesta) berarti keseluruhan jagad raya, sehingga istilah ini tidak dipakai lagi dan objek yang demikian kemudian dikenal sebagai galaksi.^[15]

Bima Sakti

Pusat galaksi Bima Sakti

Filsuf Yunani Democritus (450–370 SM) mengemukakan bahwa pita kabut putih di langit malam hari yang dikenal sebagai Bima Sakti kemungkinan terdiri dari bintang-bintang yang sangat jauh jaraknya.^[16] Namun Aristoteles (384–322 SM), memercayai bahwa pita tersebut disebabkan oleh "kobaran hembusan napas yang menyala-nyala dari banyak bintang besar yang berjarak dekat satu sama lain" dan bahwa "kobaran ini terjadi di bagian atas atmosfer, yaitu di wilayah dunia yang selalu diisi dengan gerakan surgawi."^[17] Filsuf neoplatonis Olympiodorus Junior (± 495–570) kritis terhadap pandangan ini secara ilmiah, beralasan bahwa jika memang benar Bima Sakti berada di wilayah sublunar (terletak antara bumi dan bulan), maka harusnya ia terlihat berbeda pada waktu dan tempat yang berbeda di bumi, dan ia seharusnya memiliki paralaks, yang ternyata tidak. Dalam pandangannya, Bima Sakti terletak jauh di angkasa. Pendapat ini akan sangat berpengaruh nantinya di dalam dunia Islam.^[18]
Menurut Mohani Muhammad, astronom Arab Ibnu Haitham (965–1037) adalah orang yang melakukan usaha-usaha pertama dalam mengamati dan mengukur paralaks Bima Sakti,^[19] dan ia menjadi "berkeyakinan kuat bahwa karena Bima Sakti tidak memiliki paralaks, pastilah jaraknya sangat jauh dari bumi dan bukannya berada dalam atmosfer."^[20] Astronom Persia Al-Biruni (973–1048) mengemukakan bahwa Bima Sakti merupakan "kumpulan yang tak terhitung jumlahnya dari bagian-bagian yang bersifat seperti bintang nebula."^[21][22] Astronom Andalusia Ibnu Bajjah (dikenal di barat dengan nama latin "Avempace", meninggal 1138) mengemukakan bahwa Bima Sakti dibentuk oleh banyak bintang yang saling hampir bersentuhan satu dengan yang lain sehingga tampak menjadi seperti gambar sinambung akibat pengaruh pembiasan dari material sublunar,^[17][23] mengutip hasil pengamatannya terhadap konjungsi antara Jupiter dan Mars sebagai bukti bahwa hal tersebut dapat terjadi jika dua objek saling berdekatan.^[17] Pada abad ke-14, ilmuwan kelahiran Suriah Ibnu Qayyim, mengemukakan bahwa Bima Sakti merupakan "bintang-bintang kecil yang tak terhitung jumlahnya saling berdesakan dalam alam bintang-bintang tetap".^[24]
Bukti nyata bahwa Bima Sakti terdiri atas banyak bintang, datang pada tahun 1610 ketika astronom Italia Galileo Galilei menggunakan sebuah teleskop untuk mempelajari Bima Sakti dan menemukan bahwa Bima Sakti tersusun atas bintang-bintang redup dalam jumlah yang luar biasa banyaknya.^[25] Pada tahun 1750 astronom Inggris Thomas Wright, dalam bukunya An original theory or new hypothesis of the Universe (Teori asli atau hipotesis baru tentang Alam Semesta), berspekulasi (namun benar) bahwa Bima Sakti kemungkinan adalah sebuah badan berputar dari bintang-bintang dalam jumlah besar yang diikat oleh gaya gravitasi, serupa dengan tata surya namun dalam skala yang jauh lebih besar. Piringan bintang yang dihasilkan dapat terlihat sebagai pita di langit dari sudut pandang kita dalam piringan tersebut.^[26] Dalam risalah pada tahun 1755, Immanuel Kant mengembangkan ide Wright tentang struktur Bima Sakti.

Bentuk Bima Sakti yang disimpulkan dari hitungan bintang oleh William Herscel pada tahun 1785; tata surya dianggap berada di dekat pusat galaksi.

Usaha pertama untuk menggambarkan bentuk Bima Sakti dan letak matahari di dalamnya dilakukan oleh William Herschel pada tahun 1785 dengan cara menghitung secara hati-hati jumlah bintang yang ada di berbagai wilayah langit yang beda. Dia menghasilkan sebuah diagram bentuk Bima Sakti dengan tata surya terletak dekat dengan pusatnya.^[27] Menggunakan pendekatan yang lebih baik, Jacobus Kapteyn pada tahun 1920 sampai pada kesimpulan berupa sebuah gambar galaksi elipsoid kecil (dengan garis tengah kira-kira 15 kiloparsec) dengan matahari terletak dekat dengan pusat galaksi. Metode yang berbeda oleh Harlow Shapley berdasarkan pengatalogan gugus bola menghasilkan gambar yang sangat jauh berbeda: sebuah piringan pipih dengan garis tengah kira-kira 70 kiloparsec dan matahari terletak jauh dari pusat galaksi.^[26] Kedua analisis tersebut gagal memperhitungkan penyerapan cahaya oleh debu antarbintang yang ada di bidang galaksi, namun setelah Robert Julius Trumpler menghitung efek ini pada tahun 1930 dengan mempelajari gugus terbuka, gambaran terkini galaksi tuan rumah kita, Bima Sakti, terlahir.^[28]

Pembedaan dari nebula lainnya

Sketsa Messier 51 oleh Lord Rosse pada tahun 1845, yang kemudian dikenal sebagai Galaksi Pusaran

Pada abad ke-10, astronom Persia As-Sufi membuat pengamatan yang tercatat paling awal terhadap galaksi Andromeda, menggambarkannya sebagai "awan kecil".^[29] As-Sufi yang menerbitkan temuannya dalam Kitab Bintang-Bintang Tetap pada tahun 964, juga mengenali Awan Magellan Besar yang dapat dilihat dari Yaman, walau bukan dari Isfahan; dan galaksi ini tidak akan dilihat oleh orang Eropa hingga perjalanan Magellan pada abad ke-16.^[30][31] Galaksi Andromeda ditemukan kembali secara terpisah oleh Simon Marius pada tahun 1612.^[29] Hanya kedua galaksi inilah galaksi di luar Bima Sakti yang mudah dilihat dengan mata telanjang, menjadikan keduanya sebagai galaksi-galaksi pertama yang diamati dari bumi. Pada tahun 1750 Thomas Wright dalam bukunya An original theory or new hypothesis of the Universe (Teori asli atau hipotesis baru tentang Alam Semesta), berspekulasi (namun benar) bahwa Bima Sakti adalah sebuah badan berputar dari bintang-bintang, dan bahwa beberapa nebula yang tampak di malam hari bisa jadi merupakan Bima Sakti yang lain.^[26][32]
Menuju akhir abad ke-18, Charles Messier menghimpun sebuah katalog yang berisi 109 nebula (objek angkasa dengan tampilan berkabut) yang paling terang, yang kemudian diikuti dengan sebuah katalog yang lebih besar yang berisi 5.000 nebula disusun oleh William Herschel.^[26] Pada tahun 1845, Lord Rosse membangun sebuah teleskop baru yang mampu membedakan nebula elips dan spiral. Dia juga berhasil membedakan titik-titik sumber cahaya tunggal di beberapa nebula ini.^[33]
Pada tahun 1912 Vesto Slipher membuat penelitian dengan spektrografi terhadap nebula-nebula spiral paling terang untuk menentukan apakah mereka terbuat dari bahan-bahan kimia yang diharapkan ada dalam sebuah sistem planet. Namun Slipher menemukan bahwa nebula spiral memiliki geseran merah yang tinggi, menunjukkan bahwa mereka sedang bergerak menjauh dengan kecepatan yang lebih tinggi dari kecepatan lepas Bima Sakti. Karena itu disimpulkan bahwa galaksi-galaksi tersebut tidak terikat secara gravitasi pada Bima Sakti dan kecil kemungkinannya merupakan bagian dari Bima Sakti.^[34][35]
Pada tahun 1917, Heber Curtis mengamati bahwa terdapat sebuah bintang baru, S Andromedae, dalam "Nebula Andromeda Besar" (sebagaimana Galaksi Andromeda, Objek Messier M31 dikenal saat itu). Dengan mencari rekaman foto, dia menemukan 11 bintang baru lainnya. Curtis memperhatikan bahwa bintang-bintang baru ini rata-rata 10 magnitudo lebih redup dibandingkan dengan bintang-bintang baru yang muncul di galaksi kita. Sebagai hasilnya dia dapat menghitung perkiraan jaraknya adalah 150,000 parsec. Dia menjadi pendukung hipotesis yang disebut "island universes" yang beranggapan bahwa nebula spiral sebenarnya adalah galaksi tersendiri.^[36]

Foto "Nebula Andromeda Besar" dari tahun 1899, yang kemudian dikenal sebagai Galaksi Andromeda

Pada tahun 1920, apa yang disebut "Debat Besar" terjadi antara Harlow Shapley and Heber Curtis mengenai sifat Bima Sakti, nebula spiral dan dimensi alam semesta. Untuk mendukung klaimnya yang menyatakan Nebula Andromeda Besar merupakan sebuah galaksi luar, Curtis menunjukkan bukti berupa munculnya jalur-jalur gelap menyerupai awan debu yang terdapat pada Bima Sakti dan juga pergeseran Doppler yang cukup besar.^[37]
Permasalahan tersebut terselesaikan dengan pasti pada tahun 1922 ketika astronom Estonia Ernst Öpik memberikan penentuan jarak yang mendukung teori bahwa Nebula Andromeda adalah benar merupakan sebuah objek luar galaksi yang jauh.^[38] Dengan menggunakan teleskop 100 inci baru milik Observatorium Gunung Wilson, Edwin Hubble berhasil menentukan bahwa bagian luar sebagian nebula spiral merupakan kumpulan dari bintang-bintang tunggal dan mengidentifikasi beberapa Bintang variabel Chepeid, yang memungkinkannya memperkirakan jarak nebula-nebula tersebut: mereka terlalu sangat jauh untuk dapat menjadi bagian dari Bima Sakti.^[39] Pada tahun 1936 Hubble menciptakan sebuah sistem klasifikasi untuk galaksi yang masih dipergunakan hingga saat ini yakni urutan Hubble.^[40]

Penelitian modern

Kurva rotasi galaksi spiral biasa: perkirakan berdasarkan materi terlihat (A) dan kecepatan teramati (B). Sumbu vertikal mewakili kecepatan rotasi dan sumbu horizontal mewakili jarak objek dari pusat galaksi.

Galaksi terjauh kedua: UDFy-38135539

Pada tahun 1944, Hendrik van de Hulst memperkirakan akan adanya radiasi gelombang mikro dengan panjang gelombang 21 cm yang berasal dari gas antarbintang yang berisi atom hidrogen;^[41] radiasi ini diamati pada tahun 1951. Radiasi ini memungkinkan penelitian yang jauh lebih baik terhadap galaksi Bima Sakti, karena radiasi tersebut tidak terpengaruh penyerapan oleh debu antarbintang, dan pergeseran Doppler-nya dapat digunakan untuk memetakan pergerakan gas tersebut di dalam galaksi. Pengamatan ini mendorong terciptanya postulat tentang struktur batang yang berputar pada pusat galaksi.^[42] Dengan teleskop radio yang ditingkatkan, gas hidrogen dapat juga dilacak pada galaksi-galaksi lain.
Pada tahun 1970, berdasarkan penelitian Vera Rubin terhadap kecepatan rotasi gas dalam galaksi, ditemukan bahwa total massa terlihat (bintang dan gas) tidak sesuai dengan kecepatan berputar gas tersebut. Masalah perputaran galaksi ini dikira dapat dijelaskan dengan adanya sejumlah besar materi gelap yang tak terlihat.^[43][44]
Sejak tahun 1990-an, Teleskop Angkasa Hubble menghasilkan pengamatan yang lebih baik. Di antaranya, hasil pengamatan dengan Teleskop Hubble membuktikan bahwa materi gelap yang hilang dalam galaksi kita tidak mungkin pada dasarnya hanya terdiri dari bintang-bintang redup atau kecil.^[45] Hubble Deep Field, sebuah foto dengan eksposur yang sangat panjang wilayah langit yang relatif kosong, memberikan bukti bahwa terdapat kira-kira 125 miliar (1.25×10¹¹) galaksi di alam semesta.^[46] Peningkatan dalam teknologi pendeteksian spektrum-spektrum tak kasat mata (teleskop radio, kamera inframerah, dan teleskop sinar x) memungkinkan pendeteksian galaksi-galaksi lain yang tidak terdeteksi sebelumnya oleh teleskop Hubble. Secara khusus, survei galaksi dalam zona langka galaksi (wilayah langit yang terhalang oleh Bima Sakti) berhasil menunjukkan sejumlah galaksi baru.^[47]

Jenis dan bentuk

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Klasifikasi bentuk galaksi

Jenis-jenis galaksi berdasarkan sistem klasifikasi Hubble. E merupakan tipe galaksi eliptis, S merupakan galaksi spiral, dan SB merupakan galaksi spiral berbatang.^{[note 1]}

Galaksi dapat dikelompokkan dalam tiga jenis utama: eliptis, spiral dan tak beraturan. Gambaran yang lebih lengkap mengenai jenis galaksi berdasarkan bentuknya bisa didapatkan dalam sistem klasifikasi Huble. Karena sistem klasifikasi Hubble hanya berdasarkan pada pengamatan visual, klasifikasi ini mungkin melewatkan beberapa karakteristik penting dari galaksi, seperti laju pembentukan bintang (di galaksi starburst) dan aktivitas inti galaksi (di galaksi aktif).^[7]

Eliptis

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Galaksi eliptis

Sistem klasifikasi Hubble membedakan galaksi eliptis berdasarkan tingkat keelipsannya, dari E0 yang hampir berupa lingkaran, hingga E7 yang sangat lonjong. Galaksi dalam kategori ini memiliki bentuk dasar elipsoid, sehingga tampak elips dari berbagai sudut pandang. Galaksi tipe ini tampak memiliki sedikit struktur dan sedikit materi antarbintang, sehingga galaksi demikian memiliki sedikit gugus terbuka dan laju pembentukan bintang yang lambat. Galaksi tipe ini didominasi oleh bintang tua yang beredar mengelilingi pusat gravitasi dengan arah yang acak. Bintang-bintang dalam galaksi ini memiliki sedikit unsur-unsur berat karena pembentukan bintang sudah berhenti setelah lonjakan awalnya. Dalam hal tersebut, galaksi tipe ini mirip dengan gugus bola.^[48]
Galaksi-galaksi terbesar di alam semesta berbentuk galaksi eliptis raksasa. Kebanyakan galaksi eliptis dipercayai terbentuk akibat interaksi antar galaksi yang menyebabkan tabrakan atau penggabungan.^[49] Galaksi starburst merupakan akibat dari tabrakan yang demikian dan dapat menyebabkan pembentukan galaksi eliptis.

Spiral

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Galaksi spiral dan Galaksi spiral berbatang

Galaksi Pusaran (kiri), sebuah galaksi spiral tanpa batang.

Galaksi spiral terdiri dari sebuah piringan bintang-bintang yang berotasi, materi antarbintang, serta sebuah tonjolan pusat yang terdiri dari bintang-bintang tua. Selain itu, terdapat lengan-lengan spiral terang yang menjulur dari tonjolan pusat. Dalam sistem klasifikasi Hubble, galaksi spiral digolongkan sebagai tipe S, diikuti sebuah huruf (a, b, atau c) yang menunjukkan tingkat kerapatan dari lengan spiral dan ukuran dari tonjolan pusat. Galaksi Sa memiliki lengan spiral yang samar dan bergulung rapat, serta tonjolan pusat yang relatif besar. Sedangkan galaksi Sc memiliki lengan spiral yang jelas dan melebar serta tonjolan pusat yang relatif kecil.^[50] Galaksi spiral dengan lengan yang tidak jelas terkadang disebut galaksi spiral flocculent. Sedang galaksi dengan lengan yang jelas dan menonjol disebut galaksi spiral grand design.
Dalam galaksi spiral, lengannya membentuk pola seperti spiral logaritmis, pola yang secara teoritis terbentuk karena adanya gangguan terhadap massa bintang yang berputar seragam. Dalam teori gelombang kepadatan lengan spiral ini diperkirakan berisi materi berkepadatan tinggi.^[51] Saat bintang melewati salah satu lengan galaksi kecepatannya dipengaruhi oleh gaya gravitasi daerah yang kepadatan materinya lebih tinggi, dan kembali normal saat bintang sudah melewatinya. Efek ini mirip dengan "gelombang" pelambatan mobil di jalan raya yang penuh mobil. Lengan galaksi terlihat jelas karena kepadatan materi yang tinggi memungkinkan pembentukan bintang sehingga terdapat banyak bintang muda dan terang di sana.^[52]

NGC 1300, contoh galaksi spiral berbatang.

Sebagian besar galaksi spiral memiliki kumpulan bintang berbentuk batang lurus yang memanjang keluar dari sisi daerah inti dan kemudian bergabung dengan struktur lengan spiral.^[53] Dalam sistem klasifikasi Hubble, galaksi ini dikategorikan sebagai SB, dan diikuti huruf (a, b atau c) yang mengindikasikan bentuk lengan spiralnya (serupa dengan penggolongan galaksi spiral biasa). Batang galaksi diperkirakan merupakan struktur sementara yang disebabkan oleh gelombang materi berkepadatan tinggi dari inti galaksi, atau karena interaksi pasang surut dengan galaksi lain.^[54] Banyak galaksi spiral berbatang yang berinti aktif, kemungkinan karena adanya gas yang menuju ke inti melalui lengan spiral.^[55]
Galaksi Bima Sakti merupakan galaksi spiral berbatang ukuran besar^[56] dengan diameter sekitar 30 kiloparsec dan ketebalan sekitar satu kiloparsec. Bima Sakti memiliki sekitar 200 miliar (2×10¹¹)^[57] bintang dengan massa total sekitar 600 miliar (6×10¹¹) kali massa Matahari.^[58]

Bentuk lain

Obyek Hoag, merupakan galaksi cincin.

Galaksi ganjil (peculiar galaxy) merupakan galaksi yang memiliki sifat-sifat yang tidak biasa karena interaksi pasang surut dengan galaksi lain. Contohnya adalah galaksi cincin, yang memiliki struktur mirip cincin berisi bintang dan materi antarbintang yang mengelilingi inti kosong. Galaksi cincin diperkirakan terbentuk saat galaksi kecil melewati inti galaksi yang lebih besar.^[59] Kejadian tersebut mungkin pernah dialami galaksi Andromeda yang memiliki beberapa struktur mirip cincin jika diamati pada spektrum inframerah.^[60]

NGC 5866, merupakan galaksi lentikular. NASA/ESA

Galaksi lentikular merupakan bentuk pertengahan yang memiliki sifat baik dari galaksi eliptis maupun galaksi spiral, dan dikategorikan sebagai tipe S0 dan memiliki lengan spiral yang samar-samar serta halo berisi bintang yang berbentuk eliptis.^[61] (Galaksi lentikular berbatang masuk dalam klasifikasi Hubble SB0).
Selain yang disebutkan dalam klasifikasi di atas, terdapat beberapa galaksi yang tidak dapat langsung digolongkan ke dalam bentuk eliptis atau spiral. Kelompok ini digolongkan sebagai galaksi iregular. Galaksi iregular tipe Irr-I memiliki semacam struktur, namun tidak jelas masuk dalam salah satu klasifikasi Hubble. Galaksi iregular tipe Irr-II tidak memiliki struktur apapun yang mirip klasifikasi Hubble, dan kemungkinan pernah terganggu oleh galaksi lain.^[62] Contoh terdekat galaksi (katai) iregular adalah Awan Magellan.

Katai

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Galaksi katai

Meski galaksi eliptis dan spiral terlihat sangat menonjol, namun sepertinya sebagian besar galaksi di alam semesta merupakan galaksi katai. Galaksi katai tampak relatif kecil jika dibandingkan dengan galaksi lain, kira-kira hanya seperseratus dari ukuran Bima Sakti dan hanya berisi beberapa miliar bintang. Bahkan beberapa galaksi katai ultra-kompak baru-baru ini ditemukan yang hanya berukuran 100 parsec panjangnya.^[63]
Beberapa galaksi katai dapat mengitari sebuah galaksi tunggal yang lebih besar; Bima Sakti sendiri memiliki sedikitnya selusin satelit yang demikian, dengan perkiran 300–500 lagi belum ditemukan.^[64] Galaksi katai dapat juga diklasifikasikan lagi menjadi eliptis, spiral, atau tak beraturan. Karena galaksi katai eliptis kecil hanya memiliki sedikit kemiripan dengan galaksi eliptis besar, maka mereka lebih sering disebut galaksi sferoid katai.
Sebuah penelitian terhadap 27 galaksi tetangga Bima Sakti, menemukan bahwa setiap galaksi katai memiliki massa pusat kurang lebih 10 juta massa matahari terlepas dari apakah galaksi tersebut memiliki seribu atau sejuta bintang. Hal ini mendorong pada kesimpulan bahwa galaksi sebagian besarnya terdiri dari materi gelap, dan bahwa ukuran minimumnya mungkin menunjukkan keberadaan semacam materi gelap hangat, yang tak mampu melakukan peleburan gravitasi dalam skala kecil.^[65]