1904年，恒星光谱中电离钙谱线的发现，揭示出星际物质的存在。随后的分光和偏振研究，证认出星云中的气体和尘埃成分。

        1905年，赫茨普龙发现恒星有巨星和矮星之分。

        1906年，卡普坦为了重新研究恒星世界的结构，提出了“选择星区”计划，后人称为“卡普坦选区”。他于1922年得出与fw赫歇耳的类似的模型，也是一个扁平系统，太阳居中，中心的恒星密集，边缘稀疏。在假设没有明显星际消光的前提下，于1918年建立了银河系透镜形模型，太阳不在中心。

        到二十年代，沙普利模型已得到天文界公认。由于未计入星际消光效应，沙普利把银河系估计过大。到1930年，特朗普勒证实星际物质存在后，这一偏差才得到纠正。

        1913年，赫罗图问世后，按照光谱型和光度两个参量，得知除主序星外，还有超巨星、巨星、亚巨星、亚矮星和白矮星五个分支。科内利斯．伊斯顿再度公布错误的银河系漩涡结构图。

        1917年，美国天文学家沙普利（ha

        <）用威尔逊山天文台的25米反射望远镜研究当时已知的100个球状星团，通过观测其中的造父变星来确定这些球状星团的距离。

        1922～1924年美国天文学家哈勃发现，星云并非都在银河系内。哈勃在分析31仙女座大星云一批造父变星的亮度以后断定，这些造父变星和它们所在的星云距离我们远达几十万光年，因而一定位于银河系外。这项于1924年公布的发现使天文学家不得不改变对宇宙的看法。

        1926年—瑞典天文学家林得·布拉德（li

        <>

        til）分析出银河系也在自转。

        1927年，荷兰天文学家奥尔特定量地测出了银河系的较差自转，进一步证明太阳确实不在银河系中心。

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