गैलीलियो की दूसरी खगोलीय पद्धति उस चीज़ का वर्णन करना था जो उसने दूरबीन द्वारा देखी थी। वर्णनात्मक खगोल विज्ञान, खगोल विज्ञान में लाइब्रेरी ऑफ़ कांग्रेस तथा डेवी दशमलव प्रणाली द्वारा सबसे अधिक इस्तेमाल होने वाला उप-वर्ग है जिसका उपयोग आकाशीय पिंडों से संबंधित किसी भी ज्ञान को वर्गीकृत करने के लिए किया जाता है। क्योंकि हम आज ब्रह्मांड के जो हिस्से देख रहे। हैं, वे वास्तव में लाखों या अरबों वर्ष पहले कैसे दिखते थे, उसका हमारे पास खगोल विज्ञान में वर्णनात्मक ऐतिहासिक अनुभाग होना चाहिए: ब्रह्मांड के इतिहास में आकार, आकृति तथा ऐतिहासिक ब्रह्मांड की संरचना, ऐतिहासिक ब्रह्मांड का मानचित्रण, शुरूआती ब्रह्मांड तथा अन्य शामिल हैं। वर्तमान ब्रह्मांड में आकार, आकृति तथा वर्तमान ब्रह्मांड की संरचना, वर्तमान ब्रह्मांड का मानचित्रण तथा अन्य शामिल हैं।

अंतरिक्ष पिंडों का मानचित्रण अंतरिक्ष से पृथ्वी की सतह की छवि या इसी तरह की छवियों को दर्ज करना एक भली भांति विकसित विज्ञान है, हालांकि अंतरिक्ष या वातावरण से ली गई छवियों के वास्तविक रेज़ोल्यूशन में प्रगति तथा छवियों के डिजिटलीकरण तथा उनमे हेर फेर करने की तकनीकों में होने वाली प्रगतियों के कारण इसका अभी भी विस्तार हो रहा है। इनमे से अधिकांश प्रगतियों का उपयोग अंतरिक्ष स्थित पिंडों के मानचित्रण के लिए किया जा रहा है, यद्यपि इन पिंडों की वास्तविक छवियाँ प्राप्त करना अत्यंत जटिल तथा महंगा है, क्योंकि कैमरों को लेकर जाने के लिए लंबी दूरी के उपकरणों की आवश्यकता होगी। अधिक जानकारी लाइब्रेरी ऑफ़ कांग्रेस के आकाशीय मानचित्रों के वर्गीकरण: G3190-3191 में उपलब्ध है।

ब्रह्मांड में दिखाई देने वाले तत्व निश्चित तौर पर बड़े फासले के साथ भौगोलिक दृष्टि से संरचनाओं के रूप में संगठित हैं; यह फासला या तो ग्रहों के बीच, तारों के बीच या गैलेक्सीओं के बीच का फासला है। यहाँ तक कि गैलेक्सीएं भी समान रूप से फैली हुई नहीं हैं लेकिन एक सूत्र से बंधी प्रतीत होतीं हैं। इसलिए ब्रह्मांड को भौगोलिक दृष्टि से ऐसे क्षेत्रों में विभाजित किया जा सकता है जो इस संरचना का पालन करते हैं। दिखाई देने वाली संरचनाओं में गैलेक्सीओं के सूत्र सबसे दूर स्थित हैं।

ये सूत्र सुपर क्लस्टर के बने होते हैं, जो एक सूत्र में पिरोए गए प्रतीत होते हैं। हमारी आकाशगंगा (मिल्की वे) गैलेक्सी एक ऐसी गैलेक्सी है, जिसे नेशनल ज्योग्राफिक सोसायटी द्वारा हमारी गैलेक्सियों का सुपर क्लस्टर कहा जाता है। करीब 150 लाख प्रकाश वर्ष का, हमारा सुपर क्लस्टर शायद हजारों मंदाकिनियों के छोटे समूहों का एक महान सम्मिश्रण है। इन छोटे समूहों में से सबसे बड़े समूह को विरगो क्लस्टर कहा जाता है। नेशनल ज्योग्राफिक के अनुसार, विरगो तारा मंडल में हमारे सुपर तारा मंडल के द्रव्यमान का केंद्र है। हालांकि मिल्की वे गैलेक्सी हमारे तारा मंडल का एक हिस्सा है, किन्तु यह विरगो क्लस्टर का हिस्सा नहीं है। हमारी मिल्की वे गैलेक्सी के उस समूह का एक हिस्सा है जिसे स्थानीय समूह कहा जाता है। गुरुत्वीय रूप से, हमारा स्थानीय समूह हमारे तारा मंडल में एक छोटी सी भूमिका निभाता है क्योंकि यह छोटा है तथा केंद्र से दूर स्थित समूह है। हमारे तारा मंडल का एक बहुत बड़ा समूह सप्तऋषि तारा मंडल है। निम्नलिखित तत्व हमारे सुपर क्लस्टर में स्थित हैं किन्तु स्थानीय समूह में शामिल नहीं हैं; ये हैं सूर्य से 10,00,00,000 प्रकाश वर्ष से ले कर 1,00,00,000 प्रकाश वर्ष दूर स्थित ग्रह : M49, M51, M58, M59, M60, M61, M63, M64, M65, M66. नेशनल ज्योग्राफिक पत्रिका ने अक्टूबर 1999 अंक के ब्रह्मांड अनुपूरक के नक़्शे में इस क्षेत्र का एक बहुत अच्छा रेखा-चित्र निर्मित किया है।

स्थानीय समूह : हमारी मिल्की वे गैलेक्सी स्थानीय समूह के रूप में जानी जाने वाली लगभग 30 गैलेक्सियों में से एक है। स्थानीय समूह लगभग 4 मिलियन प्रकाश वर्ष तक फैला हुआ है। हमारी मिल्की वे गैलेक्सी स्थानीय समूह में एक बड़ी गुरुत्वाकर्षात्मक भूमिका निभाती है, क्योंकि हमारी गैलेक्सी स्थानीय समूह में एंड्रोमेडा गैलेक्सी के बाद दूसरी सबसे बड़ी गैलेक्सी है। हमारी स्थानीय समूह की अन्य मंदाकिनियाँ या तो एंड्रोमेडा गैलेक्सी या हमारी मिल्की वे गैलेक्सी से गुरुत्वीय रूप से जुड़ी हैं। हमारे स्थानीय समूह के अंदर किन्तु हमारी आकाश गंगा से बाहर की जो वस्तुएं सूर्य से 40,00,000 प्रकाश वर्ष से लेकर 10,00,000 प्रकाश वर्ष तक स्थित हैं, वे हैं: M31, M32, M33.

मिल्की वे गैलेक्सी : हमारी मिल्की वे गैलेक्सी अत्यधिक द्रव्यमान युक्त एक संरचना है, जो 100000 प्रकाश वर्ष तक फैली हुई है और 30,000 प्रकाश वर्ष लंबी है। इसके अरबों सूर्यों में से अधिकांश विभिन्न संरचनाओं में संगठित हैं जिन्हें "शाखा" कहा जाता है। हमारा सूर्य "ओरियन शाखा" में स्थित है। हमारे सौर मंडल के बाहर स्थित अगली शाखा "पर्सियस शाखा" कहलाती है। क्रैब नेबुला एम1 पर्सियस शाखा में स्थित है। पर्सियस शाखा से बाहर स्थित शाखा को बाहरी शाखा कहा जाता है। पेलोमर 1 बाहरी शाखा में स्थित है। हमारे सौरमंडल में स्थित अगली शाखा को धनु शाखा कहा जाता है। रिंग नेबुला एम57 और करीना नेबुला (एनजीसी (NGC) 3372) धनु शाखा में स्थित हैं। धनु शाखा के बगल में स्थित अगली शाखा को क्रक्स शाखा कहा जाता है। भीतरी शाखाएं अधिक छोटी हैं, जो कि जाहिर तौर पर गुरुत्वाकर्षण बलों द्वारा स्थानांतरित होने की वजह से ऐसी हैं। हो सकता है कि जो शाखाएं आज एक दूसरे के बगल में स्थित हैं, वे एक समय में एक ही शाखा रही हो।

ओरियन शाखा : ओरियन नेबुला एम42 शाखा हमारी शाखा में स्थित है। सूर्य से 1000 प्रकाश से ले कर 100 प्रकाश वर्ष के बीच की आकाशीय वस्तुएं : एम39, एम44, एम45. सूर्य से 100 प्रकाश से ले कर 16 प्रकाश वर्ष के बीच की आकाशीय वस्तुएं सूर्य से 16 प्रकाश वर्ष दूर स्थित आकाशीय वस्तुएं : निकटतम तारों की सूची.

सौर प्रणाली के निकट स्थित तारे: निकट तारों की अत्यंत सूक्ष्म गतियों का अध्ययन करने के पश्चात् खगोलविद यह साबित करने में सफल हुए हैं कि कई ग्रह इन सूर्यों के इर्द गिर्द चक्कर काटते हैं, इसलिए ये सूर्य "सौर प्रणाली" बन गए हैं।

सौर प्रणाली में सौर प्रणाली के ग्रहों शुक्र, बुध, शनि, बृहस्पति, यूरेनस, नेपच्यून, मंगल तथा चंद्रमा, का वैज्ञानिक अध्ययन शामिल हैं।

अधिक जानकारी लाइब्रेरी ऑफ़ कांग्रेस के वर्णनात्मक खगोल विज्ञान के वर्गीकरण QB495-903 (डेवी 523) में पाई जा सकती है। 
गैलीलियो की दूसरी खगोलीय पद्धति का आधार दूरबीन द्वारा देखी गई चीज़ों का वर्णन करना था।

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