Английский ученый Вильям Гершель первым указал правильный путь, состоящий в подсчете звезд в малых избранных участках неба. Гершель предполагал, что все звезды подобны Солнцу не только по своей природе, но и по светимости. В его время, на рубеже XVIII и XIX вв., параллаксы и светимости звезд были еще неизвестны. Если бы все звезды были одинаковой светимости и их плотность в пространстве была бы везде одинакова, то, переходя к звездам на одну видимую звездную величину, то есть в 2, 512 раза более слабым, мы переходили бы к объему сферы с радиусом, в корень(2, 512) = 1, 6 раза большим. А ее объем и, следовательно, число звезд в ней должны быть тогда в 4 раза больше предыдущего. Но фактический подсчет показывает, что в разных направлениях этот прирост разный, и с ослаблением блеска звезд он уменьшается. Можно было бы думать, что мы находимся в центре звездной Вселенной, плотность звезд в которой убывает по всем направлениям.
В действительности дело гораздо сложнее, так как у звезд разная светимость, число звезд разной светимости неодинаково, да еще существует ослабление света звезд межзвездной космической пылью. Оно тем больше, чем звезда дальше от нас, и по разным направлениям различно. В. Я. Струве впервые обнаружил это поглощение света и доказал, что с приближением к светлой полосе Млечного Пути плотность звезд в пространстве растет. Полоса Млечного Пути опоясывает все небо по большому кругу. Значит, мы находимся вблизи его плоскости, которую называют галактической. В Млечном Пути наблюдаются отдельные облакообразные сгущения. Отчасти это обусловлено реальным облакообразным расположением слабых (т. е. далеких) звезд, из которых он состоит, отчасти тем, что местами его закрывают облака космической пыли. Такое темное облако можно заметить около звезды Денеб в созвездии Лебедя. Как раз в этом созвездии начинается раздвоение Млечного Пути на две ветви, соединяющихся в южном полушарии неба. Это раздвоение кажущееся. Оно вызвано скоплением космической пыли, заслоняющей часть самых ярких мест Млечного Пути, находящихся в созвездиях Скорпиона и Стрельца.
Постепенно выяснилось, что звездыМлечного Пути — это основная часть нашей сильно сплющенной Галактики. Дальше всего от центра, находящегося в направлении созвездия Стрельца, Галактика тянется вблизи плоскости Млечного Пути, и в этом направлении мы видим больше всего далеких, т. е. слабых, звезд. В перпендикулярном направлении плотность звезд падает, следовательно, в этом направлении Галактика простирается не так далеко.
Иногда неудачно говорят, что Млечный Путь — это и есть наша Галактика. Млечный Путь — это видимое нами на небе светлое кольцо, а наша Галактика — это пространственная звездная система. Большинство ее звезд мы видим в полосе Млечного Пути, но ими она не исчерпывается. В Галактику входят звезды всех созвездий.
Подсчитано число звезд ярче каждой звездной величины вплоть до 21-й. Оно составляет 2*109 звезд. Конечно, это далеко не исчерпывает звездное «население» нашей звездной системы — Галактики. Масса Галактики оценивается по ее вращению и составляет около 2*1011 масс Солнца.
Контуры Галактики были намечены по расположению в пространстве сверхгигантов, которые можно видеть до наиболее далеких расстояний. Это цефеиды и горячие сверхгиганты. Оказалось, что в центре Галактики находится ее ядро, огромное уплотненное скопление звезд диаметром 1000—2000 пс. Оно расположено от нас на расстоянии почти 10 000 пс (30 000 световых лет) в направлении созвездия Стрельца, но почти целиком скрыто от нас завесой облаков космической пыли. В состав ядра Галактики входят красные гиганты и короткопериодические цефеиды. Они называются населением II типа, или старыми звездами. Сверхгиганты и цефеиды классические составляют более молодое население I типа. Оно располагается дальше от центра и образует сплющенную систему. Среди звезд этой сплющенной системы в форме тонкого диска расположена пылевая материя.