牛郎織女隔著銀河翹首相望
對銀河系的認知是一個非常久遠的話題，在古代，人們無法理解這麼密集的條狀的星星群落形成的原因，所以想當然的認為那是一條天河，並命名為銀河，人們編織出牛郎織女在銀河上搭建鵲橋相會這樣美麗的神話故事來表達對銀河的讚頌。
但是，隨著科技的發展，我們發現銀河遠比一條河複雜的多，它是裹挾著我們不停旋轉的一個螺旋星系。
那麼我們又是如何一步步得知銀河系的奧秘的呢？
這實際上是一個相當複雜的演繹練習，解答它需要使用射電天文學和其他領域的大量數據。
直觀的觀察肯定是放在第一位的，這也是第一個令人信服的證據。
看看下面這張照片，你就能得到關於銀河系形狀的第一個線索。
這張照片拍攝於2007年7月22日，展示了內華達州黑巖沙漠上空的銀河圖像。
當然，上面的圖片只是銀河系的一部分圖像，如果我們對整個天空拍一張全景照片，然後把它們縫成一個標準的幾何投影，我們就會得到這個美麗的圖像（建議橫屏觀看）。
這張壯觀的360度全景圖片覆蓋了整個南天球和北天球，展示了環繞我們這顆藍色星球的宇宙景觀。
這張圖是從地球的視角看到的銀河系，因為我們身在銀河系之中，所以，我們無法總覽銀河全貌，只能從側面看銀河系的平面，我們能看到的就是上圖中那道明亮的條紋。
但是，在可見光頻段，銀河系被厚厚的塵埃所阻擋，我們無法窺探其全貌。
為了深入了解宇宙，科學家發明了可以穿透塵埃觀察宇宙的的紅外線天文望遠鏡。
在20世紀90年代，天文學家們利用2MASS紅外天空調查拍攝了整個天空，也讓我們看到了整個銀河系的更深度、更具細節的圖景，如下圖。
從這些圖像和一些深入的探測工作，我們可以清楚地看出，銀河系是一個由恆星組成的扁平系統，中心凸起位於人馬座。
所以，我們知道銀河系是一個非常平坦的三維系統，因為從內部看，它在天空上的投影是一個非常狹窄的暗恆星帶。從而，我們也可以知道它沒有一個巨大的中心核，因為當我們沿著銀河在天空上看的時候，我們沒有從上部或者下部看到任何能巨大的「光球」，我們只能在銀河系的中心看到一個非常不顯眼的中心核。
通過我們對河外星系的研究，我們知道星系大致可以分為螺旋形、橢圓形、透鏡狀和不規則形，基於此，我們很容易得出結論，它一定是一個有微型中心核的螺旋型星系的一個版本。
NGC 4565螺旋星系
這是克勞博士和他在夏威夷大學的暑期學生拍攝的NGC 4565星系（位於室女座東側的一個螺旋星系）。
注意，銀河系的圖像是從我們星系內部拍攝的。我們不能走出銀河系去看它的真實樣子，因為距離(超過10萬光年)太遠了，用一句詩概括我們的處境，那就是「只在此山中，雲深不知處」。
所以，通過上面的直觀觀察，雖然我們可以推測出銀河系的大概結構，但是其詳細結構仍然無法得知。
要繪製出其詳細的結構，還要依賴於對填充在銀河系中的星際氣體雲的運動方式的觀察研究。
通過觀測這些氣體雲的位置和速度，我們可以相當直觀地繪製出這些雲的運動軌跡。通過很多種版本的研究，一個清晰的螺旋圖案出現了，如下圖所示:
上面這張地圖是天文學家首次用射電望遠鏡繪製主要中性氫雲的位置圖。
通過了解螺旋星系如何旋轉（遵循克卜勒定律），你可以將雲層的速度和探測方向與地圖上的特定位置聯繫起來。使用不同的旋臂示蹤劑（HII區域、分子雲等）可以繪製許多版本的這樣的地圖，其結果也是相當的一致。
這裡有一個總結了更多通過研究星際介質揭示的基本細節。
下面是一幅藝術家的作品，從外面看銀河可能是什麼樣子:
從上圖可以看出，我們所在的位置標記為黃點Sun，我們從地球上觀察銀河系，就是從圖中的黃點看向銀河系中心，我們的目光越過英仙座臂（朝向天鵝座）、部分人馬座和半人馬座臂（朝向星宿座、人馬座和蛇夫座），然後穿過中心旋棒。星際塵埃遮蔽了星系中心的大部分。
隨著觀測技術的發展，我們對銀河系的了解更加深入，科學家利用斯隆數字巡天的測光和光譜數據，對銀河系的銀盤進行了研究表明，表明銀盤存在下圖中的波浪狀的結構，並且銀盤的尺寸也可能比傳統認為的更大。
這種波浪結構，顛覆了以前的銀河系平滑的扁平盤狀結構的印象，也使我們對銀河系的認知更加深了一步。
從古代的牛郎織女銀河搭建鵲橋相會，到現在銀河波浪結構的發現，人們在自身和宇宙的認知上有了巨大的進步，不得不感嘆智慧的力量真是無窮呀！