T他t恤和海报是常见的:一个星系的图像，一个指向星系中的一个点的箭头，还有一个写着“你在这里”的标志。
但这都是弥天大谎。那不是银河系，我们也不在那里。我们无法从外部获得银河系家园的图像，原因很简单:我们无法旅行那么远。但这幅图像也不是完全错误的(只要它显示的是带有旋臂的星系，而不是所有版本都是这样)。我们确实生活在一个螺旋星系中，我们的太阳绕着星系中心大约三分之一的轨道运行。
螺旋星系是宇宙中最美丽的天体之一，它有蓝色的旋臂环绕着明亮的中心，有突出的深色条纹，还有看上去蓬松的气体云。这样的星系有很多:超过60%的大型星系是螺旋星系。
如果你是为数不多的幸运儿之一，看到了构成我们所能看到的银河系的光带，你就会意识到它看起来一点也不像螺旋星系的图片。那么，我们如何知道我们的星系是一个螺旋星系呢?如果我们看不到整个银河系，我们怎么能把太阳系放在这个星系中呢?
正如你所料，这并不容易。天文学家们积极地辩论——用合理的证据来支持各种断言——银河系是否有4条或6条臂，银河系有多少颗恒星，以及它的暗物质(构成银河系质量约80%的不可见物质)是如何分布的。就在上周，欧洲航天局(ESA)发射了一架新的太空望远镜，它将观察整个银河系，帮助我们完善对它的理解，并为你的墙壁制作更加精确的“你在这里”地图。
古人知道银河系，甚至用一个相似的词来形容它:“银河”和“乳糖”(牛奶中的糖)有着相同的希腊词根。(如果我们说“银河系星系”，我们基本上是在说“银河系银河系”，就像怎么说一样“撒哈拉沙漠”这个词完全多余．)伽利略把望远镜打开那片模糊的地方，发现里面满是肉眼看不见的太微弱的星星。在20世纪早期，雅科布·卡普坦和哈洛·沙普利通过测量到单个恒星的距离，并将这些点连接起来，以描绘出星系更大的结构，独立地估计了星系的形状和大小。他们都搞错了大小(方向相反!)，但沙普利对基本形状的判断相当准确，包括星系中心的位置。
银河系看起来像一条条纹的原因是它的许多恒星——包括太阳和肉眼可见的一切——都集中在一个薄薄的圆盘上。(该星系不是完全平坦的，这就是为什么你能看到条纹之外的恒星，但它的厚度与宽度相比非常低。)当你看到银河系的条纹时，你看到的是圆盘中高密度的恒星。
但并不是所有的恒星都是一样的。我们在其他星系中看到旋臂，是因为它们是热的、年轻的、蓝色的恒星聚集的地方。这些恒星比他们多,冷却器,红色的表亲,导致一个错觉:我们认为螺旋星系明亮的深色空间之间的武器,即使旋臂的星星的密度只有5%大于恒星的密度比其他磁盘。这些旋臂也是氢等离子体的家园，这是另一个迹象，表明星系的这些部分通常更热。
这就是天文学家找到银河系旋臂的方法:寻找热的、年轻的恒星和氢等离子体云的数量，测量它们之间的距离，并利用这些数据来追踪旋臂。这是一项棘手的观测，需要天文学家将望远镜对准银河盘最厚的部分，并辨别出看似并排但可能相隔数万光年的恒星。星系中的大部分气体和尘埃对可见光是不透明的，但射电和红外望远镜可以成功地穿透云层。
因此，我们对银河系的样子有了相当好的了解，尽管这张图片还在不断改进。我们居住在一个星系四大旋臂(尽管其中两个比其他的更结实)和一些被称为“马刺”的更小的手臂碎片。我们的太阳系位于一个被称为猎户座刺的区域，很可能是一个已经褪色的早期臂的残余。这是一件好事:来自蓝色恒星的强烈紫外线可能会给主旋臂中的生命带来问题。另一个地区,诺玛的手臂，以我祖母的名字命名。(不是真的。)
星系的主臂在星系中心连接一个花生壳状的结构，称为棒状结构。(大约三分之一的螺旋星系有棒状结构;看看这篇文章开头的图片就是一个很好的例子。)在棒子的中间是一个被压扁的球状恒星群，称为隆起;黑洞的中心是一个质量约为太阳400万倍的核。
在旋臂之外，我们看到一个光环，一个近似球形的区域，比圆盘大近10倍，散布着古老的恒星。这个光晕也是银河系大部分暗物质的家园，暗物质提供了将所有物体聚集在一起的引力。为了更详细地描绘该星系的结构，欧洲航天局发射了卫星一个名为盖亚的新太空天文台上周四。这个探测器由两个可见光望远镜组成，用来绘制和测量超过10亿颗恒星的距离。其结果将有助于更好地理解银河系的三维结构，包括对旋臂和中心杆形状的更高精度的知识。盖亚还将揭示暗物质在银河系混乱的中部深处的分布信息，这是目前未知的。
盖亚只是众多绘制银河系地图的项目中最新的一个。它加入搜索我们的太阳的托儿所例如，探测类地行星，调查恒星墓地，测量银河系的自转，以及许多其他任务。就像过去努力绘制整个行星地图的制图师一样，21世纪的天文学家正在绘制银河系地图集，其最终目标是更好地了解我们的银河系家园。
马修·弗朗西斯是一位物理学家、科学作家、演说家、教育家，经常戴着一顶时髦的帽子。他目前正在写一本关于宇宙学的书，书名暂定《小路，黑暗的天空:宇宙之旅》．
