Berikut beberapa fenomena-fenomena yang penuh misteri di luar angkasa, yang membingungkan bahkan yang tak terpecahkan hingga kini.
1. Tabrakan Antar Galaksi
Galaksi merupakan suatu sistem yang terikat oleh gaya gravitasi yang yang tersusun atas bintang (dengan segala bentuk manifestasinya, antara lain bintang neutron dan lubang hitam), gas dan debu kosmik antar bintang dan kemungkinan substansi hipotetis yang dikenal dengan materi gelap (black matter). Asal kata galaksi berasal dari bahasa Yunani galaxias [γαλαξίας], yang berarti “susu,” hal ini merujuk pada galaksi Bima Sakti (bahasa Inggris: Milky Way). Jenis-jenis galaksi berkisar dari galaksi kerdil dengan sepuluh juta bintang hingga galaksi raksasa dengan satu triliun bintang, semuanya mengorbit pada pusat galaksi yang biasanya merupakan lubang hitam. Matahari adalah salah satu bintang di galaksi Bima Sakti dengan tata suryanya termasuk juga bumi dan semua benda yang mengorbit matahari merupakan bagian kecil dari galaksi.

Kemungkinan terdapat lebih dari 100 milyar (1011) galaksi pada alam semesta teramati. Sebagian besar galaksi berdiameter 1000 hingga 100.000 parsec dan biasanya dipisahkan oleh jarak yang dihitung dalam jutaan parsec (atau megaparsec). Ruang antar galaksi terisi dengan gas yang memiliki kerapatan massa kurang dari satu atom per meter kubik. Sebagian besar galaksi diorganisasikan ke dalam sebuah himpunan yang disebut klaster, untuk kemudian membentuk himpunan yang lebih besar yang disebut superklaster. Struktur yang lebih besar ini dikelilingi oleh ruang hampa di dalam alam semesta.
Meskipun belum dipahami secara menyeluruh, materi gelap terlihat menyusun sekitar 90% dari massa sebagian besar galaksi. Data observasi menunjukkan lubang hitam supermasif kemungkinan ada pada pusat dari banyak (kalau tidak semua) galaksi.
Ternyata galaksi dapat saling bertabrakan satu sama lain. Yang lebih mengejutkan adalah galaksi Andromeda sedang bergerak mendekati galaksi Bima Sakti kita. Gambar di atas merupakan simulasi tabrakan Andromeda dan galaksi kita , yang akan terjadi dalam waktu sekitar 3 milyar tahun.
2. Quasar
Sifat dari quasar tidak dimengerti selama beberapa dekade. Sekarang quasar diterima sebagai sebuah jenis dari galaksi aktif di mana keluaran energi besar dihasilkan dari benda yang jatuh ke lubang gelap yang besar di pusat galaksi.

Quasar tampak berkilau di tepian alam semesta yang dapat kita lihat. Benda ini melepaskan energi yang setara dengan energi ratusan galaksi yang digabungkan. Bisa jadi quasar merupakan black hole yang sangat besar sekali di dalam jantung galaksi jauh. Gambar ini adalah quasar 3C 273, yang dipotret pada 1979.