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1750年—英国天文学家赖特（W
ight Thomas）认为银河系是扁平的。
1755年—德国哲学家康德提出了恒星和银河之间可能会组成一个巨大的天体系统；随后的德国数学家郎伯特（Lambe
t Joha
hei
ich）也提出了类似的假设。
1785年—英国天文学家威廉·赫歇耳用“数星星”的方法绘制了一张银河图，在赫歇耳的银河图里，银河系是偏平的，被群星环绕，其长度为7000光年，宽1400光年。我们的太阳处在银河系的中心，这是人类建立的第一个银河系模型，它虽然很不完善，但使人类的视野从太阳系扩展到银河系广袤的恒星世界中。
1845年—罗斯勋爵发现第一个漩涡星系M51。
1852年—美国天文学家史帝芬．亚历山大声称银河系是一个旋涡星系，却拿不出证据加以证明。
1869年—英国天文学作家理查．普洛托克提出相同的见解，但一样无法证实。
1900年—荷兰天文学作家科内利斯．伊斯顿公布银河系漩涡结构图，然而旋臂及银心都画错了。
1904年，恒星光谱中电离钙谱线的发现，揭示出星际物质的存在。随后的分光和偏振研究，证认出星云中的气体和尘埃成分。
1905年，赫茨普龙发现恒星有巨星和矮星之分。
1906年，卡普坦为了重新研究恒星世界的结构，提出了“选择星区”计划，后 人称为“卡普坦选区”。他于1922年得出与F.W.赫歇耳的类似的模型，也是一个扁平系统，太阳居中，中心的恒星密集，边缘稀疏。在假设没有明显星际消光的前提下，于1918年建立了银河系透镜形模型，太阳不在中心。
到二十年代，沙普利模型已得到天文界公认。由于未计入星际消光效应，沙普利把银河系估计过大。到1930年，特朗普勒证实星际物质存在后，这一偏差才得到纠正。
1913年，赫罗图问世后，按照光谱型和光度两个参量，得知除主序星外，还有超巨星、巨星、亚巨星、亚矮星和白矮星五个分支。科内利斯．伊斯顿再度公布错误的银河系漩涡结构图。
1917年，美国天文学家沙普利（Ha
low Shapley）用威尔逊山天文台的2.5米反射望远镜研究当时已知的100个球状星团，通过观测其中的造父变星来确定这些球状星团的距离。
1922～1924年美国天文学家哈勃发现，星云并非都在银河系内。哈勃在分析M31仙女座大星云一批造父变星的亮度以后断定，这些造父变星和它们所在的星云距离我们远达几十万光年，因而一定位于银河系外。这项于1924年公布的发现使天文学家不得不改变对宇宙的看法。
1926年—瑞典天文学家林得·布拉德（Li
dblad Be
til）分析出银河系也在自转。
1927年，荷兰天文学家奥尔特定量地测出了银河系的较差自转，进一步证明太阳确实不在银河系中心。
1929年—荷兰天文学家巴特．博克计划使用恒星计数法探测银河系的结构，十多年后宣告失败。
1931年—巴德于威尔逊山天文台工作，并开始发展星族的概念。
1943年—威廉．摩根（William Mo
ga
）与光谱学家飞利浦．基南共同发表一套完整的光谱图集来描述各种不同光谱型和光度级的恒星之光谱特征，称为MK（摩根—基南）分类系统。
1944年，巴德通过仙女星系的观测，判明恒星可划分为星族Ⅰ和星族Ⅱ两种不同的星族。星族Ⅰ是年轻而富金属的天体，分布在旋臂上，与星际物质成协。星族Ⅱ是年老而贫金属的天体，没有向银道面集聚的趋向。
1947年—利用MK系统来描绘银河系的旋臂。
1950年—用49个OB型单星及三个OB型星群的距离，无法显现出清楚的旋臂结构。同时受到巴德的启发改而观测描绘银河系中的HII区，并用位于其中的OB型星来定出距离。通过电波观测，发现银河系的星际空间存在着大量气体，尤其是中性氢，它们几乎遍布整个银河系，这些气体发射波长为21厘米的电波。当人们弄清楚了这些中性氢气云在银河系中的分布后，他们便推测了银河系的大致形状，认为那是一个旋窝星系。
1951年—科学家首次发现银河系有3条旋臂。将HII区的位置画在银河系图上，揭示了两个旋臂，分别是猎户臂及英仙臂，并在同年美国天文学会年会上发表，证明了银河系属于漩涡星系型态。
1957年，根据金属含量、年龄、空间分布和运动特征，进而将两个星族细分为中介星族Ⅰ、旋臂星族（极端星族Ⅰ）、盘星族、中介星族Ⅱ和晕星族（极端星族Ⅱ）。
1964年—美籍华裔科学家林家翘与徐遐生提出旋涡星系螺旋臂的维持密度波理论，初步解释了旋臂的稳定性，他们建议螺旋臂只是螺旋密度波的显示。
20世纪七八十年代，人们探测银河系一氧化碳分子的分布，又发现了第四条旋臂，它跨越狐狸座和天鹅座。1976 年，两位法国天文学家绘制出这四条旋臂在银河系中的位置，分别是圆规座旋臂、盾牌座-半人马座旋臂、人马座旋臂和英仙座旋臂。
1971年英国天文学家林登·贝尔和马丁·内斯分析了银河系中心区的红外观测和其他性质，指出银河系中心的能源应是一个黑洞。
1982年—美国天文学家贾纳斯和艾德勒完成对银河系434 个银河星图的图表绘制，发表了每个星团的距离和年龄数字。他们发现，银河系并没有旋涡结构，而只是一小段一小段地零散旋臂，漩涡只是一种“幻影”，这里因为银河系各处产生的恒星总是沿银河系旋转方向形成一种“串珠”。而不断产生的新恒星连续地显现着涡旋的幻影。
1989年—太阳离银心到底有多远？这个所谓的“银心距”，对于银河系来说，是个基本的和重要的参数。自1918年以后的70来年间，一直有人根据球状星团的空间分布等方式进行探讨。许多人设法运用不同的方式研究。科学家们得出的数值不相同，最小为2.28万光年，最大为2.77万光年。1989年得出的结果是2.44万光年，上下可能各有3000光年的误差。照这样说来，太阳和太阳系天体都在银河系中比较靠近中间的地方。
2004年—天文学家使用甚大望远镜（VLT）的紫外线视觉矩阵光谱仪进行的研究，首度在球状星团NGC 6397的两颗恒星内发现了铍元素。这个发现让他们将第一代恒星与第二代恒星交替的时间往前推进了2至3亿年，因而估计球状星团的年龄在134±8亿岁，因此银河系的年龄不会低于136±8亿岁。
2005年—科学家用斯皮策（史匹哲）红外太空望远镜对银河系中心进行了一次全景式扫描，他们分析了扫描得到的数据后认为，银河系的中心是一个棒状结构。天文学家说，这个棒状体长约2.7万光年，比早先的猜测长7000光年，它所指的方向相对于太阳和银心连线之间的夹角约为45°。这一研究成果证实了早先人们对银河系形状的猜想：银河系不是一个简单的旋涡星系，而是一个有棒状星核的SBc棒旋星系（旋臂宽松的棒旋星系），总质量大约是太阳质量的6,000亿至30,000亿倍。有大约1000亿颗恒星。银河的盘面估计直径为10万光年，太阳至银河中心的距离大约是2.6万光年，盘面在中心向外凸起。
2006年—银河系银晕的外面还有一个范围更大的 物质分布区——暗晕，那是现今科学家们十分关注的地方，因为暗晕中可能存在着大量的暗物质。2006年1月，科学家宣布说，他们已证实银河系发生了弯曲变形，而导致其变形的力量来自环绕其外围的暗物质激荡。科学家解释说，暗物质虽然看不见，但它们的质量可能是银河系中可见物质的20倍，所以对银河系中天体的影响是不可小视的。
2008年—另外一个令人关注的问题是“人马座A*（Sagitta
ius A*）”：一个让人困惑多年的位于银心的射电发射源。天文学家一直怀疑那是存在于银河系中心的巨大黑洞，但始终没得到确凿的证实。
2008年，科学家宣布说，他们通过观测证实银心中的确存在着黑洞。科学家花了16年时间在智利的欧洲南方天文台追踪围绕银心运行的28颗恒星，从而证实了黑洞的存在，因为黑洞影响着这些恒星的运行。探测表明，这个名为“人马座A*”的巨型黑洞，其质量是太阳的420万倍，距离地球大约2.6万光年。
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