Традиционно это было главным образом воображение, потому что поглощение межзвездными пылевыми облаками мешает нам видеть в видимом свете за пределами зоны Млечного Пути, которая находится на расстоянии всего лишь около 20% от расстояния до центра галактики. То есть только около 4% всего диска Млечного Пути было видно. Конечно, мы можем видеть бесконечно далеко, когда смотрим из плоскости, но тогда наши лучи зрения выходят за пределы диска Млечного Пути.
В середине 20-го века радиоастрономия позволила нам увидеть межзвездное вещество по всей галактике в виде 21-сантиметровой спектральной линии (1,4 ГГц) нейтрального атомарного водорода (HI). Затем мы могли бы видеть свидетельства для гигантских спиральных рукавов, но определения расстояния до межзвездного газа очень приблизительны, поэтому мы могли просто получить общее представление о том, как он может выглядеть, если смотреть со стороны внешнего наблюдателя. Позднее подробные наблюдения 2,6-миллиметровой спектральной линии (115 ГГц) межзвездной окиси углерода ( СО ), в основном находящейся в облаках молекулярного водорода, дали нам более детальное понимание, поскольку молекулярные облака определяют спиральные рукава нашей галактики гораздо более близко, чем сделать более диффузные облака нейтрального водорода.
Поскольку излучение HI и CO имеет вид спектральных линий, мы можем определить лучевую скорость (скорость к нам или от нас) каждого излучающего облака с помощью эффекта Доплера. Используя модель вращения галактики, мы можем затем составить карту спиральных рукавов над всей галактикой.
Но они все еще были очень приблизительными, потому что (1) каждое облако имеет свои собственные движения, которые вызывают ошибку расстояния при сравнении наблюдений с моделью, и (2) есть два возможных расстояния, соответствующих данной радиальной скорости для частей галактики, расположенных ближе к центр, который мы.
Таким образом, мы знали о больших спиральных рукавах и примерно, где они были, но детальная картина все еще была в основном воображением.
Совсем недавно подробные наблюдения в инфракрасном диапазоне позволили нам глубоко заглянуть в области недавнего звездообразования по всей галактике. Эти области недавнего звездообразования определяют спиральные рукава гораздо лучше, чем наблюдения межзвездного газа, но для получения хорошей общей картины необходима большая работа, включающая сравнение наблюдений в инфракрасном, радио и микроволновом диапазоне. Посмотрите Карту Млечного Пути для хорошего понимания нашего текущего понимания того, как галактика Млечного Пути может выглядеть, если смотреть снаружи.
