银河系的形状
在晴天的夜晚，特别是在没有月光的夜晚，可以在天空中看到一条白茫茫的光带，人们称之为“银河”。银河实际上是由1000亿～2000亿颗恒星所组成的星系，太阳就是这些恒星系统中的普通成员之一。银河系与其他河外星系有着类似的结构，由银核、银盘和银晕三部分组成
1.银核和银盘
银河系的核心部分称为银核，它是银河系中恒星最为密集的部分，形状近似于球形。银核的中心称为银心。银核的四周在银道面的方向上也聚集着大量的恒星，它们构成了银盘。银盘的形状像个铁饼，厚度随着与银心的距离的增大而逐渐减小。一般情况下，人们也把银盘和银心统称为银盘。如此，银盘的直径大约是8万光年，中心厚度约2万光年，边缘厚度约1000光年。如果从垂直于银道面的方向上看，银盘实际上不是一个恒星均匀分布的盘子，而是从银核伸展出来的两条旋涡状旋臂。旋臂的突出特征是其中包含有稠密的星际尘埃和密度较高的星际气体。这两种星际介质通常一起出现，它们的产生一般与年轻的恒星相关联。因此可以认为旋臂是银河系中恒星的摇篮，在这里恒星仍在剧烈地形成着。
在银河系中，太阳居于银道平面附近，距银心大约2.4万光年，距银盘边缘大约1.6万光年的地方。这样的位置，使得人们在地球上观察银核受到极大的限制。由于稠密的星际物质挡住了我们的视线，致使可见光到达不了地球，所以，我们对银核的了解很少。当然，它们也为我们阻挡了来犯的天体，保护了地球上的生命。
2.银晕
银河系中银盘和银核之外的空间里，也存在着一些恒星。它们也环绕银核运转，当然属于银河系。在这些区域，恒星较为稀疏，称为银晕。银晕在体积上占据了银河系的最大部分，并且还占有银河系80％的质量。但是，银晕里的恒星的密度远小于银盘和银核，并且银晕中的恒星不如银盘里的明亮，所以，它不像银盘和银核那么明显；晕族恒星往往是暗淡的和稀疏的，这增加了我们观测的难度。当它们聚集成球状星团时，观测起来就容易多了。目前我们已知的球状星团有150余个。在晴朗的夜空，它们有的用肉眼看起来就像一块暗淡的光斑。借助于望远镜，它们看起来是基本上呈球状的壮观的恒星集团，中心比较明亮密集，越向边缘越稀薄。在银河系远离我们的另一端，可能还存在一些球状星团，只是它们被银道面的尘埃所遮蔽，我们观测不到。尽管晕族恒星因模糊而难以观测，然而我们仍可以借助球状星团的分布范围来确定银晕的边界。对球状星团的观测研究表明，它们都是一些年龄很老的恒星，并且球状星团中没有晕际尘埃和气体。这充分表明，晕族恒星的年龄要大大老于银盘和银核中的恒星。
银河系的自转
20世纪20年代，天文学家不仅知道了银河系的形状，而且还了解到一些有关银河系的动力学情况。大量恒星的视向速度研究证明，银盘上的恒星沿着五个近于圆形的轨道围绕银河系中心旋转。太阳附近区域的恒星运动速度有这样的规律：距银心较太阳近的恒星运动得较太阳快，逐渐超过太阳，而距银心较太阳远的恒星运动得较太阳慢，逐渐落在太阳的后面。如果画出整个银河系的自转曲线（图3），就会发现恒星运动速度的分布规律，是银河系大部分恒星的自转方式符合开普勒（Kepler）第二定律，即恒星运动速度随其与银心的距离的增加而减小；但是在银心附近，银河系自转的特征发生了强烈变化。银河系像固体那样自转，其自转曲线几乎近于直线，这表明恒星的运动速度是与它到银心的距离成正比的。总之，银河系自转的规律是：在银盘外区，恒星运动速度随着其到银心距离的增大而减少；在银心附近，恒星运动速度随着其到银心距离的增大而增大。
沿轨道运转的物体的运动周期长短取决于两个因素，即它的轨道半径的长短和它所围绕的物体的质量大小。银河系的大部分质量集中在它的中心部分。因此，对于靠近银盘外缘的恒星来说，它绕银心公转的那部分质量基本上构成了整个银河系的质量，轨道半径不会产生显著影响。不管轨道的大小如何，银河系的绝大部分质量仍然集中在它的轨道的内侧。所以，恒星的公转周期几乎取决于它的轨道半径。可是，对于一颗离银心非常近的恒星，有相当大的一部分银河系的质量位于这颗恒星轨道的外侧。在这种情形下，就不能用银河系的全部质量都集中在银心那样来计算作用在这颗恒星上的引力了。现在，有一部分质量从背离银心的方向作用在这颗恒星上。恒星绕银心运行的轨道半径越小，对这颗恒星的轨道速度有贡献的那部分银河系质量就越小。较小的轨道半径和质量几乎正好相互抵消，致使这一区域内的所有恒星具有大致相同的周期，而与它们到银河系中心的距离无关。所以，银河系中心部分宛如一个固体那样旋转。
太阳围绕银心旋转的速度是不容易精确确定的，最佳的计算结果大约是250km/s。由于太阳是约在46亿年前形成的，所以太阳以这么大的速度绕银心旋转大概已有20周了。
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