Comment pouvons-nous dire que la Voie lactée est une galaxie spirale?

Depuis la Terre, nous pouvons distinguer très facilement le type d'une autre galaxie simplement en observant la forme, la couleur et la structure de la galaxie lorsque nous l'imaginons. Mais puisque nous sommes situés à l' intérieur de la Voie lactée, nous ne pouvons pas obtenir une "vue extérieure". Ainsi, comment savoir si nous sommes situés dans une galaxie spirale ou elliptique?

Il existe plusieurs indices.

La Voie lactée est un disque plat

Le premier, et le plus simple, est que nous vivons sur un disque. Comme vous pouvez le voir sur des images comme celles de l'enquête 2MASS dans la gamme infrarouge:

Nous voyons clairement que nous sommes à l'intérieur d'un disque, car ce que nous voyons lorsque nous regardons autour de nous est un disque vu de front. Il ne ressemble ni à un ellipsoïde ni à aucune autre forme; cela ressemble à un disque.

La Voie lactée a des armes

L'autre indice fort que nous avons est la vitesse des étoiles de la Voie lactée, que nous pouvons mesurer. Tout d'abord, nous voyons un mouvement de rotation global, et, lorsque vous regardez de près les modèles (comme dans l'image suivante, c'est-à-dire les observations dans la portée radio de la Voie lactée à l'observatoire de Green Bank), vous pouvez en déduire que les étoiles sont même ordonnées en spirales:

En plus de la réponse de @ MBR; il existe d'autres façons (moins déroutantes) de représenter les données. Cet article décrit la méthode utilisée; en gros, ils tracent la position et le mouvement des étoiles ou des nuages ​​d'hydrogène . La distribution de l'hydrogène de notre galaxie ressemble à ceci:

Maintenant, il y a beaucoup de bruit dans ces mesures, mais généralement vous pouvez voir que l'hydrogène s'agglutine en spirales.

Une autre source de preuves provient d'autres galaxies spirales. Nous pouvons voir à quoi ils ressemblent, comment ils sont composés et nous pouvons voir que les preuves que nous avons des observations de notre propre galaxie correspondent à ces galaxies. Ce n'est pas aussi fort que les preuves d'observation montrées ailleurs dans les réponses ici, mais cela les soutient.

Les indices que nous avons sur la forme de la Voie lactée sont:

1) Lorsque vous regardez vers le centre galactique avec votre œil, vous voyez une longue bande mince. Cela suggère un disque vu de bord, plutôt qu'un ellipsoïde ou une autre forme. Nous pouvons également détecter le renflement au centre. Puisque nous voyons des galaxies spirales qui sont des disques avec des renflements centraux, c'est un peu une dérogation.

2) Lorsque nous mesurons les vitesses des étoiles et des gaz dans notre galaxie, nous voyons un mouvement de rotation global supérieur aux mouvements aléatoires. C'est une autre caractéristique d'une spirale.

3) La fraction gazeuse, la couleur et la teneur en poussière de notre galaxie sont en spirale.

Donc, dans l'ensemble, c'est un argument assez convaincant. Bien sûr, nous devons supposer que notre galaxie n'est pas complètement différente des autres galaxies que nous voyons - mais je suppose qu'une fois qu'une civilisation a accepté qu'elle n'occupe aucune place spéciale dans l'univers, les arguments sur la similitude semblent raisonnables.