银河系是宇宙中的一个系统，是对太阳系所处恒星系统的一个总称。银河系外星系简称河外星系，是宇宙中的其他恒星系统的称呼。无论是银河系还是河外星系，都只是宇宙中的一个小小的组成部分，也是我们未来的探索方向。
神秘的银河系
对银河系年龄的猜想
长期以来，天文界对银河系的年龄说法不一。有的认为只有70亿岁，有的认为有200亿岁。1983年，美国教授纳斯·詹姆士和彼雷·迪马库，使用一种新的测量技术对银河系的年龄进行了反复的计算，结果最后测定银河系的年龄接近120亿岁。发明宇宙天文钟的荷兰天文学家经测量认为，1990年宇宙年龄的上限为120亿年。
银河系的外形结构
很久以来，天文学家一直认为银河系是一个旋涡星系。但1991年，美国科学家认为银河系是棒旋星系，为此提出了种种线索。例如，银河系核心附近的星际云的不规则运动是以一个棒为中心的。
对银河系核心附近的恒星的近红外光观测，为棒状结构的发现提供了直接证据。棒略微倾斜，它的东端向南倾斜穿出银道面，如它在天空中的大角厚度所揭示的那样，那部分离地球也比较近。经贝尔实验室的科学家计算，证明棒的重力将使附近的大质量星际气体云迅速地旋进核心，其结果很可能是激烈的中心恒星爆发。在爆发中，大量的非常亮的大质量恒星形成。
银河系边缘的分子云
1982年美国科学家发现，在银河系外缘部有新的分子云。太阳系距离银河系中心大约3万光年。新近发现的分子云位于太阳系外侧3万—5万光年处，其主要成分是氢和一氧化碳，分子云的范围大约为3万光年。
中子星的爆发与消亡
1996年，美国天文学家在靠近银河系中心的位置发现了一个天体。该天体被认为是一颗正在消亡的“中子星”。这是X射线天文学35年来的首次发现，引起了科学家们极大的兴趣，他们争先恐后地投人研究，以赶在该星体消亡前获得尽可能多的数据。
该星体的直径仅16千米，但却有巨大的质量一相当于太阳的质量；有巨大的重力场——相当于地球的1亿倍。该星体的密度极高，仅一手指尖大小的物质就有1亿吨。该星体从一个比它更大的伴星上吸取气体，获得能量，其抽取气体的力量之大可把气体加温至1亿°C，并由此引发每半秒钟一次的X射线长时间的爆发。该星体的独特之处还在于在X射线波长上同时具有脉冲和爆发两种现象，还存在X射线长爆发现象，一天达20余次。有的科学家说该发现“是一个奇迹之巅的奇迹”。
新星的诞生过程
1989年，日本科学家在世界上首次记录了一颗银河系新星的诞生过程。他们借助微波干涉仪完成了系列摄影，根据这些相片可以观察到作为一颗新星形成过程的初始阶段怎样向银河中部的一个点集中。研究已确定，即将从中产生恒星的气体星云直径总计为一光年；气体围绕“云雾”中心旋转的速度，边缘为1秒钟1千米，靠近中心为1秒钟3千米。
银河系中心存在巨大黒洞
天文学中“黑洞”是指演变到最后阶段的恒星，是由中子星进一步收缩而形成的。黑洞有巨大的引力场，使它所发射的任务电磁波都无法向外传播，从而变成看不见的孤立天体。我们只能通过引力作用来确定它的存在，所以叫做“黑洞”，也叫“缩星”。
由于天河中心释放出X射线和电波，所以科学界认为银河中心存在着黑洞。但是，多年来科学界一直未找到证明黑洞确实存在的证据。
在1997年8月于日本京都市举行的第23届国际天文学联系总会上，美国及德国的两个科研小组同时报告：在银河系中心的确存在巨大的黑洞，他们的研究已找到了这种证据。两个小组的研究均得出几乎相同的结果，足可使银河系中心存在巨大黑洞成为定论。
到这种据的是国麦克斯普兰克研究所的研究小组，另一个是美国加利福尼亚大学的研究小组。
德国的研究小组在以往的6年间，利用智利的3.5米口径望远镜，对处于天马星座银河系中心附近的星体活动进行了详细观测。发现在从银河中心到光行进一周时间的距离内的星体正以每秒约两千米的迅猛速度绕银河中心周围旋转。从这一速度计算得出，星体旋转轨道内侧的质量约为太阳质量的250万倍。将如此巨大的质量集中于如此狭小的范围内，除了黑洞没有其他可能。
加利福尼亚大学研究小组开始观测的时间比德国的研究小组晚。他们用口径10米的望远镜，通过两年的猛追细察，准确地掌握了银河系中心附近近百个星体的运动速度。以这些速度计算出的中心质量与德国研究小组的基本相同，大约也是太阳质量的250万倍。
德国和美国的科研小组在不同的地方、利用不同的器械分别进行观测得到了相同的结论，这可以证明黑洞确实存在。
银河系的“旋臂”
地球上的人类认识银河系其实是比较困难的，为什么呢？借用一句苏轼的诗来说就是“难识银河真面目，只缘身在此河中”。因为我们自己在银河系里，所以认识银河系是很困难的。例如，我自己是一个智能的红细胞，我在身体里可以随着血液去循环，我作为智能的红细胞，可以认识人身体中的器官。但是，这个人的外貌是什么样，我说不出来，因为我在人的身体里，只是一个红细胞而已。人类现在认识银河系的困难也在这里，我们自己在里面，不知道它是什么形状。我们看到的河外星系，即其他的星系，也是旋涡状的，那么我们就可以来反推自己的银河系也是一个旋涡状的星系。那么银河系有多大呢？直径大概是10万光年。太阳距离银河系的中心是27000光年。银河系的主要结构是核心，叫做银心，银心以外是银盘，也就是刚才我们说的盘面的结构。银盘的直径是10万光年。银盘的外围叫银晕。
此外，银河系是有旋臂的。什么叫旋臂？银河系的盘的结构不是像铁饼那么一个板块，而是旋涡结构。如果我们自己在银河系里要想看到旋臂的话，那是非常困难的。大家在晚上都看到过银河，把看到的银河想象成一个恒星系统已经是比较困难了，如果还想在银河里找到旋臂的话，目卩就更困难了。为什么呢？因为我们的银河系里还有看不见的暗的物质，它挡住了光，所以看不见。这时候要想认识后面的星，就很困难。但是这难不住天文学家。有很多聪明的天文学家，他们看到在别的星系里，也有这样的旋涡星系。那么旋涡星系的旋臂上是一些什么星呢？是一些蓝颜色的很热的星，而这些星只在旋臂上出现。这样天文学家就受到启发，他们观测银河系里目卩些温度特别高的星，就是发蓝、发白的星。观测的结果就是找到了旋臂。但是，人们找到旋臂已经是1951年以后了，所以认识银河系其实是在20世纪才有了比较大的进展。
银河系“旋臂”产生的原因
20世纪50年代出现了射电天文学，射电天文学就是用无线电望远镜来接收来自天体的无线电波。接收了无线电波，就可以分析天体的情况了。往银河系的旋臂上，发射一种特别的无线电波，波长是21厘米。如果有一个射电望远镜，能观测21厘米的波段的话，就能解开银河系旋臂之谜。经过了天文学家的观测，证实光学的观测是对的。于是人们认识到，银河系其实和别的旋涡星系一样有旋臂。在20世纪20年代，科学家还观测了很多旋涡星系。这个时候就提出了两个问题：第一个问题，这些旋涡星系是在银河系里，还是在银河系之外？第二个问题，我们观测到的这些旋涡星系基本上都不在银河附近，而是在离银河比较远的地方，这是为什么？天文学家沙普利解释说，这些星云其实都在银河系里。但是，美国天文学家柯蒂斯不这么认为，他认为这些旋涡星系一定是离银河系比较远的，于是他就重点观测了仙女座星云。当时柯蒂斯估计，仙女座星云有50万光年，而银河系大小是10万光年左右，因此50万光年肯定在银河系之外了。但是沙普利不同意’这一场辩论，在天文学上叫做“伟大的辩论”。为什么叫“伟大的辩论”呢？太阳不是银河系的中心，而银河系在众多的星系里，也是一个很普通的旋涡星系。所以这样一个结果意味着不但太阳不是银河系的中心，而且银河系也绝不是宇宙的中心。这样大家就明白了，其实我们生存在一个很大的恒星系统里，这个恒星系统叫做银河系。但是这个银河系其实在宇宙中还是一个很普通的星系。
那么银河系这个旋涡星系为什么会有旋臂？有一种理论认为，在银河系里有一种密度波，而旋臂就生存在密度波密集的时候，即密集的波传到旋臂的时候，就形成了恒星密集的旋臂。实际上太阳有时候就在旋臂里，有时候又出去了。那么有没有观测证据呢？是什么样的观测证据呢？我们知道太阳系中有8大行星，那么8大行星中间的空隙里是什么？我们过去认为是行星际物质。当太阳在银河系的旋臂里穿梭的时候，银河系旋臂里的那些物质就会进人到太阳系。因此我们在太阳系里发现很多不是太阳系的物质，即行星际的物质。太阳在旋臂里有时候穿进去，有时候穿出来，这个就叫做密度波理论。
密度波理论可以很好地回答为什么会形成旋臂。但是旋臂还有一件非常有意思的事情一旋臂是银河系里新恒星诞生的摇篮。每年，银河系都会有新的恒星生成，不断地有新的生成、老的死去。每100年至少会有一颗星老化，但是新生的星每年就会有10颗左右。那么这样一些新生的星出现在什么地方呢·就出现在银河的旋臂上。为什么呢？因为密度波走到旋臂的时候，它压缩星系的物质，使得恒星的形成成为可能。
牛郎和织女
牛郎织女的故事是我国最有名的一个民间传说，是我国人民最早关于星的故事之一。南北朝时期写成的《荆楚岁时记）里有这么一段：“天河之东，有织女，天帝之子也。年年织抒役，织成云锦天衣。天帝怜其独处，许嫁河西牵牛郎。嫁后遂废织红。天帝怒，责令归河东。唯每年七月七日夜，渡河一会。”
传说天上有个织女星，还有一个牵牛星。织女和牵牛情投意合，心心相印。可是，天条律令是不允许男欢女爱、私自相恋的。织女是王母的孙女，王母便将牵牛贬下凡尘，令织女不停地织云锦以作惩罚。
织女的工作，便是用一种神奇的丝在织布机上织出层层叠叠的美丽云彩，随着时间和季节的不同而变幻它们的颜色，这是“天衣”。自从牵牛被贬之后，织女常常以泪洗面，愁眉不展地思念牵牛。她坐在织机旁不停地织着美丽的云锦以期博得王母大发慈心，让牵牛早日返回天界。
话说牵牛被贬之后，落毕在一个农民家中，取名叫牛郎。后来父母去世，他便跟着哥嫂度日。哥嫂待牛郎非常刻薄，要与他分家，只给了他一头老牛和一辆破车，把其他的都独占了。
从此，牛郎和老牛相依为命，他们在荒地上披荆斩棘，耕田种地，盖造房屋。一两年后，他们营造成一个小小的家。其实，那条老牛原是天上的金牛星。
这一天，老牛突然开口说话了，它对牛郎说：“牛郎，今天你去碧莲池，那儿有仙女在洗澡，你把那件红色的仙衣藏起来，穿红仙衣的仙女就会成为你的妻子。”牛郎听了老牛的话，便悄悄躲在碧莲池旁的芦苇里，拿走了红色的仙衣。
穿红色仙衣的正是织女。织女看到牛郎，才知道他便是自己日思夜想的牵牛。织女便做了牛郎的妻子，并与他生JL育女。
王母知道这件事后，勃然大怒，马上派遣天神捉织女回天庭问罪。
天空狂风大作，天兵天将从天而降，押解着织女便飞上了天空。正飞着，织女听到了牛郎呼叫她的声音：“织女，等等我！”织女回头一看，只见牛郎用一对箩筐挑着两个JL女，披着牛皮赶来了。慢慢地，牛郎和织女就要相逢了。就在这时，王母驾着祥云赶来，她拔下头上的金簪，往他们中间一划，刹目卩间，一条天河波涛滚滚地横在了织女和牛郎之间，无法横越了。
