我们可以通过两种方式了解我们的星系可能是什么样子：
首先，我们可以看看其他的星系。我们知道我们自己的星系在可视波段是什么样子的，仅仅通过观察它或拍摄长曝光照片。我们知道，例如，我们的星系很大程度上是平坦的，沿着这个平面有一系列的尘雾挡住了光线，在中间有一个由老恒星组成的凸起。我们可以观察我们周围的宇宙，看到其他具有类似特征的星系，从而更好地了解我们的星系从外部看起来可能是什么样子。
例如，我们看到的这个星系，ngc891，是面朝上的，从内部看非常像我们自己的星系：
我们的星系从外表上看是相似的，这是有道理的。
将这张图与我们银河系的宽视场（即天空周围）图像相比较：
ngc891几乎可以肯定是一个螺旋星系。我们知道这一点，是因为我们在其他星系中看到过类似的特征，但这些特征并不完全是边缘的。例如，看看M31，仙女座星系：
注意尘埃带，中间的凸起部分。外旋臂上炽热、明亮、年轻（蓝色）的恒星。所有这些都是星系的特征，当我们看到边缘时，它们看起来就像我们自己的银河系。
所以，仅仅通过观察和推理，我们就能很好地了解银河系的整体形状。我们当然知道我们的星系不是椭圆星系（因为大多数星系没有可见的尘埃带），而且我们可以相当肯定它的形状不是不规则的。
第二，有可能直接测量我们的星系并确认它的整体形状。这是一个漫长而复杂的过程，请耐心听我说。下面是它的工作原理：
通过对恒星和星团的观测，我们能够得到我们附近星系环境的一个不错的近似值。一个星团的距离可以通过计算它的年龄得到相当精确的结果。
随着星团年龄的增长，炙热明亮的恒星首先燃烧消失。随着时间的推移，越来越暗淡的恒星走到了生命的尽头，消失了。通过观察星团燃烧恒星的“深度”，我们可以确定它的年龄，从而确定它的绝对亮度。
通过检查星团内恒星的颜色和表观亮度，就可以绘制出所谓的H-R图。天文学家们寻找恒星偏离主序的那一点，也就是恒星生命的大部分时间所在的位置。这一点告诉你星团的年龄，间接地告诉你其中的恒星有多亮。
通过在我们的视野内映射这些星团，我们可以很好地了解星团倾向于聚集在哪里，以及我们所能看到的那一小部分银河系的整体形状。
这就是H-R图的样子。这个转折点告诉我们星团的年龄，因此它的亮度有多高，离我们有多远。
通过对许多星团执行上述技术，我们可以得到它们的位置和分布的体面的三维地图，从而间接地得到银河系区域的形状。
对于星系的其他部分，天文学家使用径向速度测量。通过观察天空中的射电光（银河系的尘埃和气体可以穿透射电光），我们可以看到阻挡我们视线的黑斑之外的云层。
关键是要弄清楚如何将这些观测结果转化为对距离的估计，以便绘制出一幅地图。
观测是根据悬浮在恒星之间的各种原子和分子发射的无线电频率进行的。一般采用中性氢分子（H2）的发射线。这种情况发生的频率是众所周知的。（一氧化碳（CO）也经常被使用。）
当一个人读取天空中给定点的读数时，比如中性氢的发射线，他会看到一个重叠模糊的频率，这是在那个方向上看到的所有H2的频率。
这里就有点复杂了。因为我们知道，当物质绕着银河系旋转时，距离银河系中心不同距离的物质的预期速度，我们就知道了物质沿着给定视线的速度应该是多少。以来，由于多普勒效应，无论物质的发射谱线正在看着将拉伸和挤压根据是否正朝着或远离我们，我们知道多少，预计这一比例将在一个给定的距离沿给定的视线，我们可以一点一点阅读的发射谱线和把它变成一个地图的密度，材料在给定的距离。
它的工作原理有点像多普勒天气雷达。
如果我们对几种不同的物质做这样的实验，我们就能得到一张很好的地图，显示出在我们自己的星系中的恒星之间漂浮的物质的密度。我们从对其他螺旋星系的观察中了解到，星系中明亮的部分——可见的螺旋臂——往往与氢分子密度最高的区域排列在一起。这样我们就得到了我们自己星系的地图。
这是一张使用这种技术绘制的银河系“切片”地图。它显示了H2的发射。我们的太阳系在最上面。左边的三角形部分靠近星系核，但这种技术在那里不太适用，因为在星系周围垂直于我们移动的物质的预期径向速度为零。在这张图中，你可以看到一个幽灵般的螺旋臂轮廓——在这里，气体聚集得更密集，明亮的新恒星正在形成：
最后，对于核心周围的某些区域，我们可以测量单个恒星的径向速度。我们可以大致了解恒星在哪些地方聚集，哪些地方密度较小。
这项技术不那么精确，但它给天文学家提供了一个迹象，即我们星系的核心实际上包含一个明亮的“棒”。“因为我们知道这类东西在其他星系是什么样的，我们可以很好地了解我们的星系在这个区域是什么样的。
当盖亚探测器的任务完成后，天文学家将有适当的直接距离测量到我们银河系中心的恒星和非常准确的测量在我们的邻居的恒星，给我们一个更好，更准确的星系地图。这些测量将使用视差来进行，视差是指当我们这些观测者围绕太阳运动时，恒星出现的左右摆动。在盖亚之前，这种技术只能获得我们附近恒星的适度精确距离（大约500光年）。
盖亚的调查：
前三项技术产生的结果基本上是一致的，所以我们有信心，我们知道，以适当的精度，我们的星系的形状是什么。盖亚会让我们对这些测量更有信心。
我们几乎肯定不会从外面拍下我们自己星系的照片（仅仅等待信号返回就需要数万年），但我们可以使用巧妙的绘图技术来获得我们家园形状的良好感觉。
