L'ammasso di galassie Abell 2218 (foto HST) Rappresentano il 2° grado gerarchico nell'architettura del cosmo (il 1° è ovviamente costituito dai superammassi: al di sopra di questi l'universo è omogeneo e isotropo). Gli ammassi di galassie sono sistemi composti da decine, centinaia o anche migliaia di galassie legate dalla forza di gravità e presentano dimensioni tipiche di circa 10 o 20 milioni di anni luce. La forma di un ammasso di galassie risulta essere tanto più regolare e simmetrica quanto più tempo è passato dalla sua formazione. È quindi ragionevole aspettarsi che gli ammassi giovani e ancora instabili dinamicamente siano di aspetto molto irregolare, mentre quelli vecchi, grazie all'azione della forza di gravità che agisce tra le singole galassie, hanno invece raggiunto un grado di notevole simmetria. Inoltre, gli ammassi in stadio di evoluzione molto avanzato presentano al centro un'enorme galassia — usualmente un'ellittica — quale risultato dell'aggregazione di decine di galassie minori che un tempo le orbitavano attorno; un esempio tipico è M87 situata al centro dell'Ammasso della Virgo.
La nostra galassia non fa eccezione, in quanto fa parte di un piccolo gruppo di una 30-ina di oggetti, la maggior parte dei quali di piccole dimensioni, denominato Gruppo Locale. Il membro più cospicuo del gruppo è, ovviamente, la Grande Nebulosa di Andromeda che ha un diametro di quasi 130.000 anni luce ed è distante 2.25 milioni di anni luce, mentre la galassia più vicina è, con tutta probabilità, la Nana del Sagittario che dista solo 50.000 anni luce. Segue, in ordine di grandezza, ed escludendo Via Lattea, M33 nel Triangolo che con una distanza leggermente superiore, pari a 2.3 milioni di anni luce, viene spesso considerato l'oggetto deep-sky più lontano osservabile a occhio nudo. Al 4° posto si colloca la Grande Nube di Magellano, mentre al 5° troviamo una curiosa galassia irregolare poco conosciuta, situata a un grado e mezzo a est di β Cassiopeiae: è IC 10 che però è molto difficile da osservare visualmente — pur essendo di 10.3 — perché oltre a presentare una magnitudo specifica inferiore alla 15 (!), si trova immersa in un campo molto ricco di stelle. La peculiarità di IC 10 consiste nel tasso di formazione stellare, insolitamente elevato per una galassia nana.
Il grande Ammasso della Coma ripreso dallo Spitzer Space Telescope (NASA) Gli oggetti più deboli e piccoli del Sistema Locale hanno diametri tipicamente dell'ordine di poche migliaia di anni luce e magnitudini assolute analoghe a quelle degli ammassi globulari.
Molto vicine, ma, a quanto pare, non facenti parte del Gruppo Locale sono le due Galassie Maffei, distanti circa 8 o 9 milioni di anni luce; sono luminosissime nell'infrarosso, ma poco appariscenti nel visuale, in particolar modo la Maffei II; c'è chi ha ipotizzato che questi oggetti, assieme a IC 342 e a 2 altre galassiette note come Dwingeloo 1 e 2, facciano parte di un piccolo gruppo indipendente situato tra quello di M31 e quello di M81 nella costellazione dell'Orsa Maggiore.
Gli ammassi di galassie si presentano essenzialmente sotto 2 tipi: quelli sferici e quelli irregolari. Negli ammassi di tipo sferico, strutturalmente simili ad una galassia ellittica, i componenti più importanti sono galassie ellittiche e lenticolari; il Grande Ammasso della Coma ne è un esempio: è distante 400 anni luce e contiene circa 1000 esemplari racchiusi in un volume del diametro di 25 milioni di anni luce. Negli ammassi irregolari, simili a quello della Virgo, la tipologia delle galassie è prevalentemente di tipo spirale (in effetti il rapporto tra spirali ed ellittiche è di 3 su 4) e la loro distribuzione è molto caotica; nel centro si può trovare una galassia ellittica molto massiccia. È importante notare esistono anche galassie che non fanno parte di nessun ammasso e che vengono definite "nebulose di campo".
La ragnatela cosmica (dal sito leganerd.com) Il primo a pubblicare un catalogo contenente 25 ammassi di galassie fu Shapley nel 1933, ma già 25 anni dopo G. Abell pubblicò una lista che ne conteneva 2.712. Bisognava però attendere la fine degli anni '60 perché F. Zwicky, il pioniere della ricerca delle supernovae extragalattiche, pubblicasse un lavoro in 6 volumi contenente ben 9.134 ammassi! Contrariamente a quanto ci si potrebbe aspettare, tutte queste galassie non sono distribuite in modo omogeneo, ma tendono a ripartirsi in filamenti densi e sottili e in vuoti, in una struttura simile a una ragnatela. Questo può essere talvolta osservato anche dagli astrofili su una scala facilmente verificabile, come nel caso della celebre Collana di Markarian situata nei pressi del centro dell'Ammasso della Virgo e che è facilmente osservabile in un piccolo telescopio.
Quello della Virgo è uno dei più grandi ammassi conosciuti, contenente circa 3.000 galassie delle quali M87 è l'elemento più rilevante. L'astronomo franco-americano G. de Vaucouleurs nel 1977 ha stimato per questo ammasso una distanza di 42 milioni di anni luce che però Sandage ha portato a 70 milioni, un dato che pareva più verosimile; ad ogni modo, queste stime dipendono strettamente dal valore della costante di Hubble che si adotta. Recentemente Tully e Fischer, autori di un testo contenente tutti i dati e i parametri delle galassie vicine, hanno determinato la distanza dell'ammasso con una nuova tecnica basata sulla larghezza della riga di assorbimento radio a 21 cm. dell'idrogeno neutro. La larghezza della riga dipende infatti dalla velocità di rotazione delle nubi di idrogeno e quest'ultima dipende dalla massa della galassia; poiché la massa fornisce un valore attendibile per la luminosità assoluta, da questa si può facilmente risalire alla distanza. Le misurazioni effettuate hanno permesso di fissarla in poco più di 50 milioni di anni luce, valore oggigiorno adottato.
Il celebre Quintetto Stephan (foto NASA, ESA, HST) Non è però escluso che queste 3.000 galassie del grande ammasso della Virgo facciano parte a loro volta di una metagalassia composta da una decina di migliaia di oggetti comprendente, oltre il Gruppo Locale, anche quello della Chioma di Berenice (la semplice propaggine dell'ammasso della Virgo, beninteso, non il Grande Ammasso della Coma menzionato precedentemente), quello dei Canes Venatici, del Leone e dell'Orsa Maggiore. In effetti, rappresentando con un puntino tutte queste galassie sistemate secondo le loro coordinate, Shapley ha ottenuto un unico superammasso di forma lenticolare, il Superammasso Locale, che occupa a un volume di circa 100 milioni di anni luce di diametro; esso è costituito da almeno una decina di ammassi, più un numero imprecisato di galassie singole, ed è legato gravitazionalmente all'Ammasso della Virgo. Il nostro Gruppo Locale, per esempio, si muove ad una velocità di alcune centinaia di km al secondo in direzione di questo Ammasso, ma non è tuttavia ancora chiaro se in futuro verrà da esso fagocitato.
Secondo alcuni astronomi, certi moti osservati nel Superammasso Locale indicherebbero la presenza di un altro superammasso più grande e più lontano, forse situato a 300 milioni di anni luce dalla Terra, in direzione delle costellazioni dell'Idra e del Centauro, al quale è stato dato il nome di "Grande Attrattore". Si ipotizza addirittura che tale Superammasso possa essere collegato da ponti di materia gassosa con altri superammassi ancora più remoti. La sua esistenza è però posta in dubbio dai cosmologi, in quanto è stato obbiettato che un...mega-oggetto del genere dovrebbe causare una difformità nel fondo di radiazione cosmica a microonde dell'Universo che di fatto non è stata mai osservata.