人類尚未飛出太陽系，最遠的探測器“旅行者1號”僅240億公里（0.0025光年），連銀河系的“邊”都沒摸到，卻能描繪出銀河系的螺旋形狀：一個直徑約10萬光年的扁平旋渦。

天文學家目前可以肯定，銀河系是一個棒旋星系，直徑約10-15萬光年，厚約1000-2000光年，中央棒狀結(jié)構(gòu)（長約2.7萬光年），延伸出2-4條主螺旋臂（如獵戶臂、英仙臂），太陽位于獵戶臂，距銀河中心約2.4-2.8萬光年，主體是1000-4000億顆恒星、氣體、塵埃和暗物質(zhì)，質(zhì)量約1.5萬億太陽質(zhì)量。

人類在銀河系內(nèi)部，猶如“只見樹木，不見森林”，銀河系的塵埃和氣體遮擋視線，望遠鏡無法直接拍全景照片，但通過以下方法，科學家拼湊出形狀：

恒星分布與運動：觀測附近恒星的距離、速度和位置，推測整體結(jié)構(gòu)。1918年，哈洛·沙普利通過球狀星團分布，估算銀河系中心在人馬座方向，距太陽約2.5萬光年。2023年，歐洲空間局蓋亞任務(wù)測繪30億顆恒星的3D位置和速度，精確勾勒螺旋臂。

無線電與紅外觀測：塵埃擋可見光，但無線電和紅外可穿透。1951年，威廉·摩根用21厘米氫線測中性氫云分布，揭示螺旋臂結(jié)構(gòu)，2024年，中國FAST望遠鏡（“中國天眼”）探測銀河系外緣氫云，確認臂的延伸范圍。

類比其他星系：哈勃和詹姆斯·韋伯望遠鏡拍攝數(shù)千旋渦星系（如M51、NGC 1300），其螺旋臂、棒狀結(jié)構(gòu)與銀河系特征吻合。

銀河系形狀的認知離不開望遠鏡的進步，伽利略1609年首次觀測銀河，發(fā)現(xiàn)其由無數(shù)恒星組成，1920年，沙普利用威爾遜山望遠鏡測球狀星團，奠定銀河系尺寸，1940年代，格羅特·雷伯自制無線電望遠鏡，探測銀河系射電信號，2024年，F(xiàn)AST測1000光年內(nèi)脈沖星，精確了銀河系磁場模型。

1990年代，斯皮策望遠鏡用紅外穿透塵埃，2023年錢德拉X射線望遠鏡觀測中心黑洞“人馬座A*”，揭示棒狀結(jié)構(gòu)動態(tài)，2013-2024年，蓋亞衛(wèi)星測30億顆恒星的視差和運動，誤差僅微角秒級，繪制銀河系3D地圖，確認4條螺旋臂。

盡管知道銀河系是棒旋星系，但細節(jié)仍不清晰，1960年代認為2條臂，2024年蓋亞數(shù)據(jù)支持4條，但外緣臂數(shù)未定，中央棒的長度和角度（20-45度）仍有爭議，2023年JWST觀測暗示棒內(nèi)有活躍恒星形成，2025年，NASA計劃發(fā)射新紅外望遠鏡，模擬銀河系全景。

但是在可以預(yù)見的未來，親自飛出銀河系還是不太可能的，因為不論從哪個方向出發(fā)，都意味著數(shù)千光年的航程，遠超目前的技術(shù)極限，也許只有等未來超光速飛船實現(xiàn)后，人類才能真正看到銀河系的上帝視角。