銀河系內部結構的探索是很困難的，“不識廬山真面目”嘛，只能從恆星的空間分佈，恆星和氣體的運動學，以及銀河系中心區域質量分佈的建模上來研究。近年Spitzer巡天在紅外波段的觀測，以及若干恆星巡天研究，APOGEE和Gaia的新進展，等等，都是描繪銀河系內部棒結構的最好觀測。這裡只想從歷史角度簡單補充幾點，其中有些談不上是“證據”，不過可以幫助梳理下天文學家是如何意識到銀河系是棒星系的。
1、與河外星系的比較。說來好玩，最早想到銀河系有棒的是天文學家De Vaucouleurs。他在60年代的時候就提出銀河系更可能是棒旋星系，但是沒人鳥他。他研究的是河外星系的分類，而當他在河外星系中按照銀河系已知的性質去尋找“同類”的時候，發現大多數這樣可以和銀河系類比的星系都是棒旋星系。這個只能算推測，但這個邏輯挺有意思的，應該說是一種很好的“觀測先驗” (A prior)。而我們現在知道，像銀河系這個質量的盤星系裡，的確是過半數都有不同大小的棒的。
2、動力學模型。70年代，恆星動力學研究被引用到星系上，並愈發深入。Miller & Prendergast (1968) 就指出，靠自引力維持的薄盤，幾乎一定會在某個階段形成棒結構。話句話說，這個是一種“理論先驗”：已知我們銀河系是薄盤星系，又知薄盤星系有很大可能演化出棒結構，那麼？3、當然這些都不是真的證據。70年代末，對銀盤的中性氣體 (HI) 和分子氣體 (CO) 巡天展開。天文學家發現這些氣體的速度在有些位置很奇怪，不能用規則繞轉的速度來解釋，需要一個非軸對稱的結構。這個所謂的“禁忌速度”現象，構成了銀河系內部也許有棒的第一個觀測證據。但是，這只是氣體，不能排除是氣體結構獨有的特殊現象。
4、如果要從恆星角度證明問題，原則上只要一顆一顆數星星。即便不知道距離，在我們視線方向上的投影分佈也可以反映出棒的證據。可是難度在於，銀盤上塵埃氣體密度，很難直接看到真正的恆星分佈，需要紅外觀測來解決問題。第一個全天尺度的近紅外巡天資料來自COBE衛星的DIRBE裝置，你今天在教科書上依然可以看到那張著名的銀盤影象 (Dwek 1995)。據說這張圖第一次在普林斯頓大學天文系展示的時候，David Spergel就注意到了銀河系中心區域的亮度分佈是不對稱的，並敏銳的感到這是一個棒結構的特徵。1997年，James Binney的文章更是根據這一觀測直接給出了對銀河系棒的引數限制。原則上來說，這個證據還是不夠“鐵”：萬一只是我們銀河系長殘了呢？ 不過這是我個人最喜歡的觀測證據：如果你瞭解了前面說的幾個先驗知識和氣體上的側面證據，那麼恆星分佈的這一個如此優雅簡潔的證據也會顯得格外板上釘釘 (見下圖)。
5、值得一提的是，銀河系中心棒結構的恆星分佈證據是廣泛存在的，天文學家使用各種能夠估計距離的示蹤天體來研究銀河系內部分佈，從紅團簇恆星 (光度非常接近的一類巨星) 到漸進巨星等。甚至最早的銀河系核球區域的微引力透鏡巡天給出的恆星質量分佈資訊都和有一個棒結構存在相符。
6、當然，最終恆星運動學的研究為銀河系的棒結構提供了更為確鑿的證據。這個就可以參考其他幾個靠譜答案了。
銀河系內部結構的探索是很困難的，“不識廬山真面目”嘛，只能從恆星的空間分佈，恆星和氣體的運動學，以及銀河系中心區域質量分佈的建模上來研究。近年Spitzer巡天在紅外波段的觀測，以及若干恆星巡天研究，APOGEE和Gaia的新進展，等等，都是描繪銀河系內部棒結構的最好觀測。這裡只想從歷史角度簡單補充幾點，其中有些談不上是“證據”，不過可以幫助梳理下天文學家是如何意識到銀河系是棒星系的。
1、與河外星系的比較。說來好玩，最早想到銀河系有棒的是天文學家De Vaucouleurs。他在60年代的時候就提出銀河系更可能是棒旋星系，但是沒人鳥他。他研究的是河外星系的分類，而當他在河外星系中按照銀河系已知的性質去尋找“同類”的時候，發現大多數這樣可以和銀河系類比的星系都是棒旋星系。這個只能算推測，但這個邏輯挺有意思的，應該說是一種很好的“觀測先驗” (A prior)。而我們現在知道，像銀河系這個質量的盤星系裡，的確是過半數都有不同大小的棒的。
2、動力學模型。70年代，恆星動力學研究被引用到星系上，並愈發深入。Miller & Prendergast (1968) 就指出，靠自引力維持的薄盤，幾乎一定會在某個階段形成棒結構。話句話說，這個是一種“理論先驗”：已知我們銀河系是薄盤星系，又知薄盤星系有很大可能演化出棒結構，那麼？3、當然這些都不是真的證據。70年代末，對銀盤的中性氣體 (HI) 和分子氣體 (CO) 巡天展開。天文學家發現這些氣體的速度在有些位置很奇怪，不能用規則繞轉的速度來解釋，需要一個非軸對稱的結構。這個所謂的“禁忌速度”現象，構成了銀河系內部也許有棒的第一個觀測證據。但是，這只是氣體，不能排除是氣體結構獨有的特殊現象。
4、如果要從恆星角度證明問題，原則上只要一顆一顆數星星。即便不知道距離，在我們視線方向上的投影分佈也可以反映出棒的證據。可是難度在於，銀盤上塵埃氣體密度，很難直接看到真正的恆星分佈，需要紅外觀測來解決問題。第一個全天尺度的近紅外巡天資料來自COBE衛星的DIRBE裝置，你今天在教科書上依然可以看到那張著名的銀盤影象 (Dwek 1995)。據說這張圖第一次在普林斯頓大學天文系展示的時候，David Spergel就注意到了銀河系中心區域的亮度分佈是不對稱的，並敏銳的感到這是一個棒結構的特徵。1997年，James Binney的文章更是根據這一觀測直接給出了對銀河系棒的引數限制。原則上來說，這個證據還是不夠“鐵”：萬一只是我們銀河系長殘了呢？ 不過這是我個人最喜歡的觀測證據：如果你瞭解了前面說的幾個先驗知識和氣體上的側面證據，那麼恆星分佈的這一個如此優雅簡潔的證據也會顯得格外板上釘釘 (見下圖)。
5、值得一提的是，銀河系中心棒結構的恆星分佈證據是廣泛存在的，天文學家使用各種能夠估計距離的示蹤天體來研究銀河系內部分佈，從紅團簇恆星 (光度非常接近的一類巨星) 到漸進巨星等。甚至最早的銀河系核球區域的微引力透鏡巡天給出的恆星質量分佈資訊都和有一個棒結構存在相符。
6、當然，最終恆星運動學的研究為銀河系的棒結構提供了更為確鑿的證據。這個就可以參考其他幾個靠譜答案了。