Op een heldere, maanloze nacht is er aan de hemel een wazige band van licht te zien - de Melkweg. De Melkweg ligt als een brede, nevelige gordel rondom de aarde, en omspant de gehele hemelbol. Galileo Galilei, die als eerste een telescoop op de sterrenhemel richtte, ontdekte dat de Melkweg eigenlijk uit een groot aantal afzonderlijke sterren bestaat. Die zijn te zwak om zonder kijker gezien te kunnen worden, maar het licht van al die miljoenen sterren vloeit samen tot een bleek, melkwit schijnsel.
William Herschel, de ontdekker van de planeet Uranus, begreep dat de Melkweg eigenlijk de ‘projectie’ is van een grote, afgeplatte verzameling van talloze sterren. Kijken we in het vlak van dat stelsel om on heen, dan zien we sterren zo ver het oog reikt; kijken we uit het vlak ‘omhoog’ of ‘omlaag’, dan zijn er veel minder sterren te zien, en kijken we al gauw de lege ruimte van het heelal in.
Ook de Nederlandse astronoom Jacobus Kapteyn, een van de pioniers van het Melkwegonderzoek, was begin twintigste eeuw nog van mening dat de zon zich in het middelpunt van dat afgeplatte stelsel zou bevinden. Maar al snel werd duidelijk dat dat niet het geval is. In werkelijkheid bevindt de zon zich in een van de buitendelen van het Melkwegstelsel.
Het Melkwegstelsel is een kolossale, ronde, platte schijf van naar schatting zo’n vierhonderd miljard sterren. De meeste sterren bevinden zich in het centrum; daar is de onderlinge afstand tussen de sterren ook veel kleiner dan in de buitendelen. Bovendien vertoont de Melkwegschijf in het midden een verdikking; hier bevinden zich voornamelijk oude sterren. Wat vorm betreft heeft het Melkwegstelsel met zijn dunne, platte schijf en centrale verdikking wel iets weg van een spiegelei.
Dat spiegelei is overigens wel bijzonder groot. De middellijn van het stelsel bedraagt ongeveer honderdduizend lichtjaar (een scherpe buitengrens is niet aan te geven). De zon bevindt zich op ongeveer 27.000 lichtjaar afstand van de kern van het stelsel.
Als we het Melkwegstelsel van bovenaf zouden kunnen bekijken, zouden we zien dat het een opvallende spiraalstructuur heeft. In de spiraalarmen bevinden zich uitgestrekte wolken van koel gas en stof, waarin voortdurend nieuwe sterren worden geboren. Veel van die nieuwe sterren zijn bijzonder heet en helder, en de spiraalarmen van het Melkwegstelsel worden dan ook gekenmerkt door extreem heldere sterren en opvallende sterrenhopen.
Zo’n sterrenhoop is in feite een compacte groep van een paar honderd pas gevormde sterren. Een fraai voorbeeld is het Zevengesternte in het sterrenbeeld Stier; de sterren in het Zevengesternte zijn ongeveer 45 miljoen jaar oud - heel jong voor een ster!
Behalve deze ‘open’ sterrenhopen (ze worden zo genoemd omdat je er gewoon doorheen kunt kijken), komen er in het Melkwegstelsel ook bolvormige sterrenhopen voor. Dat zijn grote verzamelingen van honderdduizenden sterren, verspreid in een bolvormige ruimte. In het centrum van zo’n bolhoop staan de sterren zo dicht bij elkaar dat ze af en toe zelfs met elkaar in botsing komen.
Open sterrenhopen vind je alleen in de spiraalarmen van het Melkwegstelsel, maar bolvormige sterrenhopen beschrijven merkwaardige banen rond de kern, in alle mogelijke richtingen. In de richting van de Melkwegkern neemt hun aantal wel toe (er zijn er in totaal een paar honderd bekend), maar in feite kun je ze overal tegenkomen.
De sterren in het Melkwegstelsel worden door de onderlinge zwaartekracht bij elkaar gehouden. Ze draaien allemaal rond het gemeenschappelijke zwaartepunt, dat zich in de kern bevindt. Maar het Melkwegstelsel roteert niet als een star lichaam zoals een wagenwiel. In plaats daarvan is er sprake van differentiële rotatie: de sterren die op kleine afstand van de kern staan, doen veel korter over één omloop dan de sterren op grote afstand. Onze zon heeft ongeveer tweehonderdtwintig miljoen jaar nodig om één omloop om de kern van het Melkwegcentrum te voltooien.
Het Melkwegstelsel heeft overigens twee kleine ‘satellietstelsels’, die in de zeventiende eeuw voor het eerst beschreven werden door de Portugese ontdekkingsreiziger Fernando de Magelhaen. Ze worden de Magelhaense Wolken genoemd. Helaas zijn ze vanuit Nederland nooit zichtbaar; ze bevinden zich aan de zuidelijke sterrenhemel. De Grote en de Kleine Magelhaense Wolk hebben een onregelmatige vorm, en bevatten veel minder sterren dan het Melkwegstelsel. Ze staan op een kleine tweehonderdduizend lichtjaar afstand.