我们身处银河系中，怎么拍摄出银河系的照片？

问题来自这个新闻 欧洲空间局的“盖亚”空间望远镜成功发射升空，我们即将获得银河系以及宇宙迄今最详尽的“地图”。图片来源：meteoweb.eu正如问题所言，一般情况下，我们是无法拍摄银河系的全景照片的，这是因为我们身在银河系中，一般拍摄的照片只能够给出银河的一部分。在一般天文摄影中出现的银河，只是银河盘在天球上的投影。但从另一个角度想，银河无非是恒星的集合体。如果我们能够记录下银河中每颗恒星的三维位置，那么我们自然就可以绘制银河系最详细的三维地图。

“盖亚”卫星就是要做这件野心勃勃的事情。它计划观测银河系所有恒星的1%，测定这些恒星在天球上的精确位置，并且在数年的观测中，进一步测量这些恒星到地球的距离。不要觉得1%是个小数，这可意味着10亿颗恒星！这些恒星构成了银河系一个非常详尽的抽样。就好比北京有2000万人，如果你想知道北京人口分布情况，你只需要随机抽取1万人来研究就足够了。

对于那些较近的恒星，盖亚可以以0.001%的精度测定它们的距离，对于那些较远的，靠近银河中心的恒星，盖亚的距离测量精度也可以达到20%左右。而再此之外，盖亚还将提供大量恒星的颜色，光谱，速度信息。通过这些信息，科学家不但可以绘制一张详尽的银河地图，还可以进一步研究银河系的起源，历史，和演化过程。发布于 2013-12-243月2号添加一个补充，有人回复说题主只是问咋拍银河系，我回答一堆怎么确认银河结构是在偏题。仔细一想，我好像的确偏题了！我理解的意思是拍照嘛，就为了知道长啥样子，然后我就码了一个人类怎样知道银河系长啥样子的回答！跑偏了你们多包涵！
有些人说利用望远镜巡天确定银河系内恒星坐标就可以“拍”出银河系的照片了，理论上没错，也很简单，但无法回避的问题是，我们怎么确定银河系的大小？怎么确定某颗恒星属于银河系？所以自己对银河系结构的回答还不算多余吧！(一个尴尬的辩解！

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没有一个专业点的回答，我用手机码个专业些的答案，先挖个坑，如果有人关注，那就以后慢慢补充，今天只最简略说一下银河系研究的几个阶段。

牛郎织女就不扯了，正经研究银河系的历史中，康德需要提一下，他预测银河是由恒星组成，形状是盘状，恒星会围绕中心旋转。恭喜康德，基本上猜对了。
之后又出现一位数星星的天文学家Herschel，他把望远镜转了一圈，把各个方向的星星数了一遍，然后花画了个图，嗯，银河就是这个盘状，太阳基本上就在中心，那个时候没有测量恒星距离的方法，星系的概念也不明确；天空，就是天空，星星，就是星星。
之后基本上都是观测，梅西耶把观测到的星云编成了表，表里就有很多现在的星系。然后好像是叫帕森斯的继续观察，他发现一些星云有旋涡结构！那么问题来了，这些旋涡星云到底是在银河系以内还是银河系以外呢?银河系到底有多大?
然后是卡普坦，这已经到20世纪了，他测量了银河内恒星的数量、自行、星等之类的指标，得出了一个盘状结构的银河，大小有17kpc(千秒差距，天文单位)，厚度大约3kpc。实际上银河系大小有50kpc，卡普坦测的这么小是因为那个时候对吸光物质的研究很少，星际气体和尘埃会对观测造成影响。
之后是沙普利，他以星团为研究单位，结果也是因为星际气体和尘埃的影响，导致他测量的银河系更大(因为尘埃遮挡，星团会比实际暗，暗，也就是远喽)。因为观察和测量的数据很不准确，所以争来争去也没什么结果，但银河系是个盘状结构基本上没有争议了。
奥尔特和特朗普勒基本弄清楚了星际消光对距离测量的影响，再加上射电望远镜观测的快速进步，银河系大小的测量上没什么大问题了。那么就是旋涡结构如何证实了。
19世纪40年代的时候，科学家通过对别的旋涡星系的研究，总结出旋臂的一些特征:生星现象(大量新恒星诞生)、氢原子气体集聚、生星产生氢离子气体等等。拿着这些特征来反观银河系基本上就可以确认银河系是不是有旋臂结构了。
首先是光学观察的成果。通过生星的特征，解决消光问题之后，摩根确认了3条旋臂，英仙臂、猎户臂(太阳系就在猎户旋臂上)和人马臂。
其次是射电和红外波段等等新观测手段出现以后，星际尘埃已经很难阻止人类观测银河系乃至宇宙了。这里要上场的是中性氢原子21厘米谱线，用通俗的人话解释就是，我们发现一款新滤镜，观察星系的旋臂简直就像定制款，再合适不过！有多合适?

有了这款滤镜，以后的话也就不用多说了，旋涡结构基本上确定了。
银河系的基本外貌此时已经确认了，新千年以后还有很多新进展，比如04年的时候确认了一条new outer arm，新外臂；08年又确认一条旋臂Far 3kpc Arm(下图)等等，

而最重要的进展应该是确认了银河系是一个棒旋星系！这又要扯到星系形态，手机码字实在撑不住了，具体请看下图

星系大概可以分为:
E 椭圆星系
S 旋涡星系
SB 棒旋星系
Irr 不规则星系
最初银河系被归位S，现在，我们发现我们是SB，嗯，没错。
我们已经是SB了，还有啥事儿要研究?
还有好多事情要研究，有没有新悬臂?主要旋臂是2条还是4条？我们是SBb还是SBc？包括银河系的恒星数据、精确模型等等，还有好多路要走！

不码了，手指头要戳断了。具体图片以及详细回答，挖坑待填。
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2016/7/29添加个后记：
好久不登陆，今天查看消息的时候又来到这个回答，点开折叠答案才发现，其实有人去年就回答了，
可惜别人就说了一句，有求知欲的人自然会去搜索，不求甚解的人不是目标群体，冷冷的答案作为筛选，不求甚解的人连喷点都找不到。编辑于 2016-07-29 发布于 2015-05-06看到火车那个答案想起这张图
发布于 2015-05-08现在所谓的银河系照片都是通过合成和制作来实现的，并非实际的照片。天文学家们可以根据天体的位置变化还有银河的星体变化来大概的得出银河系的形状。早在望远镜刚发明的时代，西方科学家们就已经通过简单对银河的观察得出银河系是中间厚两边薄的圆饼状，现代科学家用更精密的望远镜和电脑模拟最终得到银河系的外貌。于是就有了你所看到的“照片”。发布于 2015-05-08是利用中氢原子的21cm线测量并绘制的发布于 2015-05-18感觉都没答到点子上啊。。
请想象银河系是一个盘子，拍摄者站在盘子内某点，要刚好面向盘外缘方向时，才能拍到银河系。(因此银河拍摄对时机，地点，朝向有要求。)
此时拍摄者镜头中的银河系，正是厚度方向上一部分盘外缘，拍出来的银河系是带状的。而银河系的完整全貌，我们只能在天文记录片或科幻片中看到了。发布于 2015-05-07由于光速的问题，我们看到的应该是10万年前的银河与5万年前的银河与1年前的银河合成的照片。编辑于 2015-08-06不是拍出来的，是科学家通过很长时间的测绘，根据星体运行轨迹等多方面因素绘制而成。发布于 2015-05-12阿基米德曾经说过“给我一个足够长的自拍杆我能拍摄整个宇宙”
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答主我的文盲本质被你们发现了编辑于 2015-05-08用大型天文望远镜巡天，得到大量的恒星距离和位置，绘制出银河系的地图，银河系的悬臂也是这样发现的，所有银河系圆盘状的图片都是合成图，很可能参考了仙女座星系。能拍的只有横截面，也就是天气好的时候晚上看见的天河发布于 2015-05-31您好，这是我在南方某个城市拍的照片，有后期处理。(仅进行调色。) ……
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好吧，其实这是我在做“模拟法测绘静电场”实验中拍的照片。
呵呵。既然模拟法可以测绘静电场，为什么不能模拟法拍星云图呢☺。编辑于 2015-05-08在没有飞机之前，古人也可以画清明上河图发布于 2016-11-07你们都不知道有一种东西叫自拍杆吗发布于 2016-11-06用自拍杆啊发布于 2015-05-20事实就是你现在在任何地方看到的所有号称是银河系全景的照片，都是人工渲染合成出来的。我觉得做的这么漂亮也挺不容易。。。发布于 2016-11-09上去用自己眼睛拍阿。发布于 2016-09-02很好，受教了发布于 2016-08-23不怀好意的说一句，难道是PS嘛发布于 2015-06-04我们身处宇宙中，如何能拍出宇宙的整体照片？发布于 2015-05-31