你知道的银河系的面貌，其实是天文学家“猜”出来的！凭据是啥？

银河系是什么样子？

很多人脑海里可能立刻浮现出了这样的图像：一个旋涡状椭圆盘形星系，由无数闪耀着光芒的恒星组成。银河系拥有四条清晰对称的旋臂，而太阳系就位于其中的猎户座旋臂上。

为什么我们会对银河系有这样的印象呢？那当然因为我们看到的银河系的“照片”都是这样。但事实上，那些让我们觉得“银河系就是这个样子”的图片，并不是真实拍摄的，而是天文学家画出来的。

当然，这绝对不是凭想象瞎画的，而是根据百年来天文学家反复对银河系全貌进行的探索，确认银河系就是这样一个漩涡星系，只是每个人画出来的银河系细节都不尽相同。

银河系扁平说站不住脚

威廉赫歇尔是第一个尝试描述银河系全貌的天文学家，他利用自己亲手制作的反射望远镜进行了恒星计数的实验。并且估测恒星和太阳之间的距离，把他们的相对位置画出来。

他按照这个想法画出来的银河系，一点不像漩涡的样子，反而像一块未经修剪的羊皮，因此提出了银河系是扁平状的假说。

可这个假说并没有得到更多的理论支撑。

借助仙女座星系推测银河系全貌

不识庐山真面目，只缘身在此山中。科学家们逐渐意识到，我们身处银河系中，实在很难窥见银河系的全貌。如果我们想要拍摄到银河系的整体结构，就必须离开银河系数十万光年以外，但人类目前最先进的人造飞行器最多也只飞了220亿公里，连太阳系都无法离开。

那我们如何探寻银河系的本貌呢？天文学通常利用宇宙学原理将观察到的规律推广到更远的宇宙。对于银河系来说，我们通过观察其他星系的特征，并将其应用到银河系上，从外部视角研究银河系的本质。

早在赫歇尔之前，就有天文学家发现了星云，一种夜空中除恒星外的云雾状物体。星云的一部分是银河系内的气体云，一部分则是远处的星系。但当时并不清楚星云的距离，无法确定它们是位于银河系内还是外部。

部分天文学家认为星云很可能是银河系外的星系。其中最著名的就是哲学家康德，他直觉上认为具有旋涡结构的仙女座星云，应该是一个位于银河系之外的星系，进一步猜测我们的银河系也可能具有旋涡结构。

1923年，天文学家哈勃使用更大口径的望远镜观察仙女座星云，发现它不仅是一团云雾，还具有更精细的恒星结构。后来在其中发现了造父变星，这是一种可用于测量距离的标准光源。通过测量，确定了仙女座星云与地球的距离至少100万光年。

通过这个距离计算，发现仙女座星云的大小与当时已知的银河系相似，因此不可能是银河系内部的结构。从此，仙女座星云改名为仙女座星系，并激发了天文学家们对银河系可能也具有旋涡结构的猜测。

在地球上观察地球所在的银河系，我们对许多现象无法更好的解释。比如，尽管我们看到天空中有一条亮带构成的银河，但通过望远镜观察，我们发现它的物质密度并不均匀。靠近人马座附近的银河密度明显高于其他地方，这个现象在以前很难解释。

现在有了外部视角，这一现象变得容易理解。我们看到仙女座星系不仅呈现旋涡状，还类似一个厚度中央和较薄边缘的飞碟形状，中心密度较大，四周密度较小。据此，我们推测银河系可能也是类似的结构，其中密度最大的地方很可能是星系的中心。

通过观测和计算，我们确定了银河系的中心大致位于人马座旁边。天文学家还计算出太阳距离银心约为2.5万光年，其实太阳系的位置并不在银河系中心，而是在比较边缘的位置。

银河系的真实面貌可以轻易还原了吗？

我们已经对银河系的整体轮廓有了一定了解，也知道了银心的位置，这样就更容易还原出它的真实面貌了吗？

事实并非如此。因为银河系中存在大量星际气体和尘埃，它们会阻挡恒星的光芒。一旦被遮挡，光度观测和距离计算就会出现误差，尤其是在物质密度较大的区域更为明显。

只需看一张夜空中银河的照片，就会发现银河的中间部分应该是恒星更多、密度更大的地方，但偏偏越靠近中心越黑暗。这是因为这部分星际气体和尘埃非常丰富，遮挡了恒星的光芒。所以，原本我们预期会有更多观测数据的地方反而观测数据较少。

对银河系了解的越多，就越会发现人类在其中的渺小。寄蜉蝣于天地之间,渺沧海之一粟。星河的浪漫，不就在于它的神秘壮阔，还有包容着世界无数渺小的生命。