银河系的旋涡形状暗示着它自身也在不停运动着，那么银河系在做怎样的运动呢？是和恒星一样不停地自转吗？如果按照其他恒星围绕银河系中心旋转的速度旋转，那么地球围绕太阳旋转一周仅需3天，而不是现在的天。
由于引力作用，银河系内的所有物质在围绕银心转动着，这种运动叫银河系自转。年，俄国天文学家斯特鲁维最早开始自行观测并研究银河系的自转。年，美国人斯特隆堡根据恒星运动的不对称性提出了银河系自转的假设。年，瑞典天文学家林德布拉德提出不同子系绕银心旋转速度不同的观点，全面建立了银河系自转的理论。年，荷兰天文学家奥尔特推导出了银河系较差自转理论，通过对恒星视向速度的分析，证实了银河系自转的理论。但银河系的自转不像一般固体的转动，银盘内从中心到边缘的不同地方因为物质分布不均匀，引力也各不相同，银河系的物质大部分集中在靠近银河系中心的位置，因此恒星离银河系中心越远，它随银河系绕行的速度就越慢。
银河系除了它内部的恒星围绕着它的中心旋转，其本身也在宇宙空间中移动着。我们住在银河系里，因此无法直接观测出它在宇宙空间的移动，但可以从其他星系相对于银河系的移动，来发现银河系本身的移动。
银河系在银盘的边缘处自转速度很慢，而在太阳附近的自转速度很快，可达每秒千米，如果太阳以这一速度绕银心转一圈，需2.25亿～2.5亿年。
20世纪70年代，科学家在测量宇宙微波背景辐射时，偶然发现银河系一侧的温度比另一侧高，这说明银河系正在朝某个方向高速移动。通过进一步研究，科学家发现银河系正在被某种巨大的引力吸引，朝着半人马座的方向，以每秒千米的速度移动。年，天文学家们在观测处女座的时候发现，在银河系附近万光年的区域内居然存在多个星系，而这些星系被某种神秘的巨大引力吸引着，于是天文学家们给这个神秘的引力源取名为"巨引源"。
巨引源是本超星系团中的一个引力异常区域，这里的引力大到可以影响周围几亿光年的星系。而银河系距离巨引源大概2亿光年，在其引力范围之内，这就是银河系移动的原因。
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