太陽系和銀河系是確實(shí)是扁平的，至少從視覺上來看是這樣，不過認(rèn)識太陽系和銀河系卻耗費(fèi)了不少時間，現(xiàn)在從小學(xué)的科學(xué)教科書中，太陽系行星環(huán)繞，銀河系棒旋星系，但這卻是建立在無數(shù)天文學(xué)家的努力之上。

認(rèn)識太陽系

曾經(jīng)以為地球是宇宙的中心，托勒密地心說有這相當(dāng)嚴(yán)格的邏輯來解釋地心說中碰到難以想象的問題，比如行星逆行就是一個最明顯的BUG，而數(shù)千年中盡管有人懷疑這個說法，但只有到了哥白尼時代才真正提出了太陽才是宇宙的中心，當(dāng)然那時的認(rèn)識還是比較初步，比如哥白尼以及伽利略和第谷還是認(rèn)為行星是正圓形軌道，但第谷是一個無比忠實(shí)的記錄者，留下了海量的觀測資料。

第谷去世后，他的學(xué)生開普勒從火星軌道突破，發(fā)現(xiàn)了行星三大定律，認(rèn)識到了行星的運(yùn)轉(zhuǎn)軌道是橢圓形！

牛頓在伽利略和開普勒的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，這在指導(dǎo)天體運(yùn)行以及發(fā)現(xiàn)新的行星上有著相當(dāng)?shù)囊饬x

赫歇爾在1781年發(fā)現(xiàn)了天王星，之后天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)根據(jù)經(jīng)典力學(xué)計(jì)算出來的軌道總是和觀測不一致，法國天文學(xué)家勒維耶計(jì)算出了這顆干擾天王星的運(yùn)行的行星位置，一年之后海王星被搜索到，與勒維耶計(jì)算只差1°。

類似的套路，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)海王星軌道也是受到攝動，繼而開啟了外行星搜索計(jì)劃，Planet X計(jì)劃就是怎么來的，但幾個天文臺都失之交臂，最終被來自美國新墨西哥州的窮小子湯博摘得桂冠。

當(dāng)然現(xiàn)代天文仍然沿用這個套路，繼續(xù)在柯伊伯帶發(fā)現(xiàn)各種矮行星天體，也在不斷尋找那個不知是否存在的第九大行星。但至此，我們已經(jīng)大致認(rèn)識了太陽系，出了冥王星和其他黃道面離散天體除外，其他大都基本在一個平面上運(yùn)行。

認(rèn)識銀河系

中文稱為銀河，英文則是Milk way，意思就是牛奶路，兩者都一個意思，就是一條亮色的帶子，這表示我們在地球上只能看到這幅德行了，要知道銀河系的真正形狀，要么去外部視角看一看，要么測量出所有星星的位置，然后建立模型。

赫歇爾就是這么干的，就是發(fā)現(xiàn)了天王星的那位，他測量了天空中大約117600顆恒星的位置，建立赫歇爾的銀河系，赫歇爾認(rèn)為太陽系在銀河系的中心。

各位不要笑話，這可是赫歇爾克服難以想象困難后繪制的銀河系模型，此后100年再無人比赫歇爾更了解銀河系。

當(dāng)然隨著望遠(yuǎn)鏡技術(shù)的提升，對河外星系的認(rèn)識，有部分天文學(xué)家就認(rèn)為銀河系可能和我們臨近的仙女星系一樣（仙女座方向，肉眼可見），是一個漩渦星系，中心有一個核球，參考仙女星系，我們發(fā)現(xiàn)了銀河系的核球。

1918年美國天文學(xué)家沙普利發(fā)現(xiàn)太陽系在銀河系邊緣；

1926年瑞典天文學(xué)家貝蒂爾·林德布拉德分析出銀河系也在自轉(zhuǎn)；

當(dāng)然真正的銀河系詳細(xì)結(jié)構(gòu)還要等到很久以后的伊巴谷以及蓋亞衛(wèi)星的銀河系恒星普查，但從基本外觀上認(rèn)識銀河系已經(jīng)足夠了，我們現(xiàn)在知道銀河系是Sb型的棒旋星系，太陽系位于距離銀心約2.6萬光年的獵戶座懸臂邊緣。

太陽系和銀河系的相對位置

人類很久以前就知道了太陽系和銀河系之間的相對位置，而這就隱藏在常見的黃道光之中，只不過那會我們還不知道太陽系和銀河系的形狀，因此無法想象出兩者的相對關(guān)系。

黃道光和銀河，左側(cè)就是銀盤面的角度，因?yàn)槲覀冊阢y盤上，所以看到的就是銀河系扁平投影角度，右側(cè)是太陽系的黃道面塵埃帶反射光，也就是太陽系行星公轉(zhuǎn)平面軌道，是不是非常直觀的就可以看到兩者的角度？

接下來我們只要測量出地球自轉(zhuǎn)軸和黃道面的角度，即可計(jì)算出地球的自轉(zhuǎn)軸和銀河系銀道面的夾角，我們也就知道了，我們晚上能看到什么天體了！

當(dāng)然天文學(xué)家早就幫我們測量好了，上圖就是太陽系圍繞銀河系公轉(zhuǎn)時的POSE，黃道面北天極指向是遠(yuǎn)離銀心的，地球自轉(zhuǎn)軸跟黃道面有一個23.5度的夾角，北極也是指向遠(yuǎn)離銀心方向。正是因?yàn)橛羞@個夾角，而且在地球在環(huán)繞太陽公轉(zhuǎn)面上的不同位置，使得地球上的夜晚看到了不同的夜空。

請注意紅圈的位置，春夏和秋冬看到的星空是互為白天黑夜的，比如秋季星空會在春季白天看到（但白天太陽太亮）！

所以有個問題我們必須要了解，夏季時，盡管地球的北極遠(yuǎn)離銀心方向，因此北半球仍然能看到銀心（低緯度），而冬季時夜晚朝向銀河系外側(cè)，只能看到一點(diǎn)點(diǎn)銀道面，所以冬季銀河非常暗淡！

北半球的銀河，明亮處為銀心方向

高緯度就只能呵呵了，大家都知道越是遠(yuǎn)離銀心，恒星密度就越低，即使是夏季的北極，看到的銀河系也很暗淡，而冬季時北極條件就很差了，稀稀拉拉的恒星，但各位不要忘記了，我們所能見到的著名星座，比如北斗七星以及小北斗七星，將會成為北極頭頂?shù)男亲虼吮睒O的冬季依然可以看到很多星星的，只是銀河不見了！

智利帕瑞納天文臺的銀河

南極的條件與北極剛好相反，因?yàn)槟蠘O的夏天夜晚將遠(yuǎn)離銀心一側(cè)，但因?yàn)槟蠘O方向朝著銀心，因此即使在夏季南極也能看到部分銀心，而冬季的條件就更好了，直接能看到幾乎大半條銀河，所以各位要看銀河，必須去南半球。還能見到北半球見不到的大小麥哲倫星系，上圖中左側(cè)暗淡的兩個星系就是大小麥哲倫。

上圖就是地球北半球各個季節(jié)看到的銀河方向示意圖，眼尖的朋友肯定發(fā)現(xiàn)了這是仙女星系作為了示意圖哈，但對了解原理并沒有多少關(guān)系。

這個銀河系動圖能看出厚度是什么概念

最后要跟各位說明下，銀河系雖然是圓盤形，但這個圓盤厚度中心高達(dá)1.2萬光年，即使在太陽系附近也高達(dá)2000光年，因此并不是說上下就沒有恒星了，而是數(shù)量仍然超出各位的想象。