银河系是什么样的？
英国天文学家威廉·赫歇尔(William Herschel)提出，应将全天星和银河系视为一个天体系统。他是通过直接数星星找到的。数星星是一项非常困难的工作。他和他的姐姐卡罗琳在十多年的时间里进行了1083次观测，总共计数了117600颗恒星。1785年，赫歇尔在《论星空的结构》一文中公布了自己的研究成果:整个天空中的星星形成了一个稍有断裂的铁饼，他将其命名为银河系，这是天文学史上第二个银河系模型。后来人们才发现，图中的缺口正好是天鹅座附近银河系的“煤袋”。在那个方向，天空充满了气体和尘埃，吸收了后面恒星的光，所以人们看不到一颗恒星。
威廉·赫歇尔因其在恒星天文学方面的开创性工作，被后人尊称为“恒星天文学之父”。
赫歇尔将太阳系视为银河系的中心，但事实并非如此。美国天文学家沙普利用当时世界上最大的望远镜(直径2.5米，在威尔逊山天文台)观测了许多球状星团。他从球状星团的分布推断出银河系的中心在人马座方向，太阳在银河系边缘附近。沙普利估计银河系直径约30万光年，太阳距离银河系中心约6万光年。然而，这个模型比现代测量要大得多。
银河系的主要研究成果是由荷兰天文学家奥尔特完成的。1927年，他根据恒星的自行和视速度确定了银河系自转的公式，以说明整个银河系都在自转。太阳距离银河系中心大约3万光年。太阳以每秒250公里的速度绕银河系中心运行，估计2.5亿年公转一次。他还计算出银河系的质量是1.4×1011个太阳质量。
1930年，瑞士天文学家trumpler指出，星际空间不是空的，而是充满了一种非常稀薄的雾状物质，这种物质可以吸收遥远的恒星光(称为“星际吸收”或“星际消光”)，使它们看起来比实际距离更远。经过星际消光修正后，球状星团的距离大大减小，所以夏普里的银河系直径只有654.38+百万光年，与奥尔特计算的结果一致。
对银河系结构的进一步研究主要依靠射电天文学方法。1951年，美国哈佛天文台的purcell和Ewan首次从银河系观测到波长为21 cm的谱线信号。21 cm谱线是由星际物质的主要成分氢原子云发出的。所以可以通过中性氢21 cm谱线了解银河系的结构。基于这种探测，奥尔特等人证实了银河系具有旋涡结构的论点。
现在，人们通过光学、无线电和空间观测，对我们银河系的结构有了更深入的了解。
银河系的主要物质是一个扁平的铁饼。中间凸出，两边细长。银盘直径约7万光年，太阳距离银河系中心2.3万光年。银盘平均厚度约5000光年，中央核心球直径约1，000光年。核心球中央还有一个银核，直径约30光年。除了主要的发光部分，还有一个由稀疏分布的老恒星和尘埃气体组成的“雾球”，称为银晕。银晕的直径约为654.38+百万光年。近年来发现，除了银晕之外，还有一个由极薄气体组成的银冠。银冠直径约60万光年。
银河系具有旋涡结构，大部分恒星和星际物质分布在三个旋臂上，分别称为人马座、猎户座和英仙座。太阳在猎户座的臂内。此外，在银河系中心还发现了一条3000秒差距的臂。两臂之间的距离约为1600秒差距。在直径2万光年的银河系中心，充满了强烈的氢湍流。