پاسخ کوتاه این است که ما از مشاهدات خود و مدل‌سازی‌های کامپیوتری می‌دانیم.
مشاهدات
راه شیری از روی زمین به صورت یک نوار درخشان در آسمان دیده می‌شود. این نوار در واقع از میلیون‌ها ستاره تشکیل شده است که در یک صفحه تخت قرار گرفته‌اند. در برخی نقاط این صفحه، تراکم ستاره‌ها بیشتر است و به همین دلیل این نقاط درخشان‌تر دیده می‌شوند. این نقاط درخشان همان بازوهای مارپیچی کهکشان راه شیری هستند.
در سال ۱۹۲۰، ادوین هابل، ستاره‌شناس آمریکایی، با استفاده از تلسکوپ بزرگ مون‌روک، نشان داد که کهکشان راه شیری تنها یکی از میلیاردها کهکشان موجود در جهان است. او با مقایسه فاصله ستارگان در کهکشان‌های مختلف، نشان داد که کهکشان‌ها به شکل‌های مختلفی وجود دارند، از جمله کهکشان‌های مارپیچی، کهکشان‌های بیضی شکل و کهکشان‌های نامنظم.
با استفاده از تلسکوپ‌های فضایی مدرن، ستاره‌شناسان توانسته‌اند تصاویر دقیق‌تری از کهکشان راه شیری تهیه کنند. این تصاویر نشان می‌دهند که کهکشان راه شیری دارای دو بازوی مارپیچی اصلی است که از مرکز کهکشان به سمت بیرون امتداد یافته‌اند. این بازوها از ستارگان جوان و پرجرم تشکیل شده‌اند.
مدل‌سازی‌های کامپیوتری
ستاره‌شناسان با استفاده از مدل‌سازی‌های کامپیوتری می‌توانند شکل و ساختار کهکشان‌ها را شبیه‌سازی کنند. این مدل‌ها با استفاده از قوانین فیزیک و گرانش، نحوه حرکت ستارگان و سایر اجزای کهکشان را شبیه‌سازی می‌کنند.
مدل‌سازی‌های کامپیوتری نشان می‌دهند که شکل و ساختار کهکشان راه شیری با مشاهدات ما از این کهکشان مطابقت دارد. این مدل‌ها نشان می‌دهند که کهکشان راه شیری یک کهکشان مارپیچی میله‌ای است که دارای دو بازوی مارپیچی اصلی و یک برآمدگی مرکزی است.
بنابراین، از مشاهدات خود و مدل‌سازی‌های کامپیوتری می‌دانیم که کهکشان راه شیری یک کهکشان مارپیچی میله‌ای است که دارای دو بازوی مارپیچی اصلی است.