Thiên hà
Lịch sử quan sát > Phân biệt với tinh vân

Một số thiên hà chúng ta có thể nhìn thấy trên bầu trời đêm bằng mắt thường. Sớm nhất vào thế kỷ 10, nhà thiên văn học Ba Tư Al-Sufi đã ghi lại các quan sát về Thiên hà Tiên Nữ và miêu tả nó như là một "đám mây nhỏ". Al-Sufi công bố công trình của ông trong cuốn Sách các định tinh năm 964, và trong cuốn này ông cũng ghi chép đến Đám mây Magellan lớn mà có thể nhìn thấy từ Yemen chứ không phải là từ Isfahan; người châu Âu biết đến các đám mây này khi Ferdinand Magellan thực hiện chyến hành trình vòng quanh thế giới vào thế kỷ 16. Simon Marius cũng độc lập phát hiện lại thiên hà Andromeda vào năm 1612. Đây là những thiên hà duy nhất bên ngoài Ngân Hà có thể dễ dàng quan sát bằng mắt thường, do vậy chúng là những thiên hà đầu tiên được quan sát từ Trái Đất.
Năm 1750 Thomas Wright, trong tác phẩm Lý thuyết nguồn gốc hay giả thuyết mới về Vũ trụ, phỏng đoán là (và đã đúng) Ngân Hà là một đĩa phẳng chứa các sao, và một số tinh vân hiện lên trên bầu trời đêm có thể không nằm trong Ngân Hà. Năm 1755, Immanuel Kant đã sử dụng thuật ngữ "đảo Vũ trụ" để miêu tả những tinh vân ở xa này.
Đến cuối thế kỷ 18, Charles Messier biên soạn danh mục bao gồm 109 tinh vân sáng nhất (gồm cả những thiên thể hiện ra giống như tinh vân), và sau đó William Herschel soạn ra một danh mục lớn hơn gồm 5.000 tinh vân. Năm 1845, Huân tước Rosse cho xây dựng một kính thiên văn mới cho phép ông có thể phân biệt được tinh vân hình xoắn ốc và tinh vân hình elip. Ông cũng nhận ra từng nguồn sáng trong một số tinh vân này, và ủng hộ cho phỏng đoán trước đó của Kant.
Năm 1912, Vesto Slipher nghiên cứu quang phổ của những tinh vân sáng nhất nhằm xác định xem các thành phần hóa học trong chúng có xuất hiện trong hệ hành tinh hay không. Tuy nhiên, Slipher phát hiện ra rằng các tinh vân xoắn ốc có độ dịch chuyển đỏ cao ám chỉ chúng đang chuyển động ra xa ở một vận tốc lớn hơn vận tốc thoát của Ngân Hà. Do vậy chúng không liên kết hấp dẫn với Ngân Hà, và rõ ràng không thuộc về thiên hà này.
Năm 1917, Heber Curtis thực hiện quan sát sao mới S Andromedae bên trong "Đại Tinh vân Andromeda" (ngày nay là thiên hà Tiên nữ, hay M31). Khi lục lại các ảnh chụp tinh vân này, ông tìm thấy thêm 11 sao mới khác. Curtis nhận thấy rằng trên trung bình những sao mới này mờ hơn 10 lần so với những sao mới nằm trong thiên hà của chúng ta. Từ đây ông có thể ước lượng khoảng cách đến chúng trong phạm vi 150.000 parsec. Ông trở thành người đề xướng cho giả thuyết "đảo vũ trụ"; giả thuyết này cho rằng các tinh vân xoắn ốc thực sự là những thiên hà độc lập.
Vào năm 1920 đã nổ ra một cuộc tranh cãi lớn trong thiên văn học giữa Harlow Shapley và Heber Curtis về bản chất của Ngân Hà, các tinh vân xoắn ốc, và kích thước của Vũ trụ. Để biện giải cho quan điểm của mình rằng Đại tinh vân Andromeda là một thiên hà nằm ở bên ngoài, Curtis chỉ ra sự xuất hiện của những làn tối giống như những đám mây bụi trong Ngân Hà, cũng như giá trị dịch chuyển Doppler lớn đo được từ quang phổ của tinh vân Tiên Nữ.
Vấn đề này đã đi đến hồi kết vào đầu thập niên 1920. Năm 1922, nhà thiên văn học người Estonia Ernst Öpik đo được khoảng cách đến tinh vân Tiên Nữ dẫn đến sự ủng hộ lý thuyết cho rằng nó quả thực là một thiên hà ở xa. Sử dụng kính thiên văn 2,5m trên núi Wilson, Edwin Hubble đã có thể thấy rõ được chi tiết một số tinh vân xoắn ốc như là tập hợp của các ngôi sao và phát hiện ra một vài sao biến đổi Cepheid, cho phép ông ước lượng được khoảng cách đến những tinh vân này và ông kết luận rằng chúng ở quá xa để có thể thuộc về Ngân Hà. Năm 1936 Hubble lập ra hệ thống phân loại thiên hà còn được sử dụng cho đến ngày nay, còn gọi là dãy Hubble.