(Ook: melkwegstelsels, sterrenstelsels), verzamelingen van miljarden sterren, interstellair gas en stof, vergelijkbaar met ons Melkwegstelsel, maar op zeer grote afstanden gelegen.
De meest nabije extragalactische stelsels staan op afstanden van minder dan 200 000 lichtjaar, maar de verst bekende zijn 10 mrd. lichtjaar of meer van de aarde verwijderd. Deze zeer verre stelsels blijken stelselmatig wat blauwer en helderder te zijn dan de meer nabije. Aangezien de straling van deze verre stelsels zeer lang geleden werd uitgezonden, toen het heelal nog ‘jong’ was, zou dit kunnen betekenen dat de extragalactische stelsels als groep evolueren. In de jeugdige stelsels vindt veel meer activiteit plaats dan in de oudere; men denkt hierbij in de eerste plaats aan het op veel grotere schaal voorkomen van stervorming.
Op kosmische schaal gezien zijn de extragalactische stelsels gelijkmatig in het heelal verspreid. Op kleinere schaal ziet men echter de tendens tot groepsvorming ontstaan. Sommige groepen bestaan uit slechts tientallen stelsels, andere uit vele honderden tot duizenden: deze noemt men clusters. De leden van een groep of cluster bevinden zich betrekkelijk dicht bij elkaar (in de orde van tienmaal de diameter van de grootste stelsels) en beschrijven banen om hun gemeenschappelijke zwaartepunt. Deze bewegingen zijn echter niet rechtstreeks waarneembaar.
Clusters zijn overigens niet de grootste structuren in het heelal. Zij zijn op hun beurt gegroepeerd in superclusters, die een zeer onregelmatige structuur hebben. De meest nabije is de Lokale Supercluster, waartoe onder andere de Lokale Groep (met de Andromedanevel en Melkwegstelsel) en de Virgocluster behoren. De afmetingen van een supercluster zijn zo groot (gemiddeld ruwweg 250 mln. lichtjaar), dat de tijd die een extragalactisch stelsel nodig zou hebben om van de ene naar de andere kant te bewegen, langer is dan de leeftijd van het heelal. Dit betekent dat er in een supercluster dus geen evenwichtssituatie kan heersen. Sommige astronomen vergelijken de verdeling van de extragalactische stelsels in het heelal met een gigantische spons: voornamelijk lege ruimtes die van elkaar zijn gescheiden door zeer onregelmatige, filamentachtige structuren.
De meeste extragalactische stelsels hebben een regelmatige vorm en kunnen in een classificatiesysteem worden ondergebracht (de zgn. Hubble-classificatie). Ongeveer 20 % heeft echter een bizar uiterlijk en in vele gevallen blijkt het dan om meervoudige systemen te gaan. Men meent dan ook dat deze eigenaardige vormen zijn ontstaan als gevolg van interacties tussen deze stelsels. Deze opvatting wordt door computersimulaties onderbouwd. Het blijkt zelfs dat er in clusters ‘galactisch kannibalisme’ voorkomt: kleinere stelsels kunnen door de grotere worden opgeslokt.
Deze kleine stelsels zouden in het intergalactische gas zijn ‘afgeremd’ en naar de grotere stelsels toe gaan bewegen. Door dit proces van kannibalisme neemt zowel de omvang als de helderheid van de grotere stelsels in dichtbevolkte clusters toe. Waarschijnlijk zijn de cD-stelsels die men vrijwel uitsluitend in compacte clusters aantreft (en meestal ook nog in het centrum ervan) voorbeelden van zulke opgezwollen stelsels. cD-stelsels zijn zeer grote en zeer heldere elliptische stelsels die omringd zijn door een uitgestrekte halo van sterren. Bij ten minste de helft van deze stelsels bestaat de kern uit twee of meer delen. Deze extra kernen zouden de restanten zijn van de ingevangen stelsels, waarvan de buitenste delen in en rondom het grote stelsel zijn verspreid. In één geval, het centrale stelsel in de cluster Abell 407, heeft men negen kernen geteld, waaruit men afleidde dat dit stelsel acht andere stelsels heeft opgeslokt.
Al geruime tijd geleden heeft men ontdekt dat in een aantal clusters de afzonderlijke stelsels zo snel bewegen, dat hun onderlinge aantrekkingskracht onvoldoende lijkt om de stelsels bij elkaar te houden. Toch moeten de meeste clusters stabiele systemen zijn, want vrijwel alle stelsels in het heelal zijn in clusters verenigd en de kans dat wij dit nu als toeval zouden waarnemen, is daarvoor veel te klein. Men vermoedt daarom dat er een aanzienlijke donkere (niet-lichtgevende) massa in zo’n cluster aanwezig moet zijn. Hetzelfde vermoeden komt voort uit het onderzoek van nabije, afzonderlijke extragalactische stelsels en ook van ons Melkwegstelsel. Rondom deze stelsels moet nog materie aanwezig zijn, vermoedelijk in de vorm van een halo die vele malen meer massa bevat dan het zichtbare deel van zo’n stelsel. Met behulp van zeer gevoelige waarnemingsapparatuur heeft men het bestaan van enkele van die halo’s kunnen aantonen, zoals die rond het Sombrero-stelsel. Over de aard van deze (vrijwel) onzichtbare materie tast men echter in het duister.
