Spirální galaxie jsou jednou z nejpůsobivějších struktur v astronomii, ale jejich povaha stále není plně objasněna. Astronomové v současné době mají dvě kategorie teorií, které mohou vysvětlit tuto strukturu, v závislosti na prostředí galaxie, ale nová studie , přijatý k publikaci v časopise Astrophysical Journal, naznačuje, že jedna z těchto teorií může být z velké části chybná.
U galaxií s blízkými společníky to astronomové navrhli slapové síly mohou vytáhnout spirálovou strukturu . Pro izolované galaxie je však zapotřebí jiný mechanismus, kdy galaxie tvoří tyto struktury bez zásahu souseda. Možné řešení tohoto problému bylo poprvé vypracováno v roce 1964 Lin & Shu, ve kterém navrhli, že struktura vinutí je pouze iluze. Namísto toho tato ramena nebyly pohyblivými strukturami, ale oblastmi s větší hustotou, které zůstávaly nehybné, když do nich hvězdy vstupovaly a vystupovaly, podobně jako dopravní zácpa zůstává na místě, i když jednotlivé vozy jezdí dovnitř a ven. Tato teorie byla nazvána Lin-Shu hustotní vlnová teorie a byla velmi úspěšná. Předchozí články uváděly postup od studených, HI oblastí a prachu na vnitřní části spirálních ramen, které narážejí do této oblasti s vyšší hustotou a spouštějí tvorbu hvězd, takže horké hvězdy třídy O & B zemřou předtím, než opustí strukturu a opustí hvězdy s nižší hmotností, aby obsadily zbytek disku.
Jednou z hlavních otázek této teorie byla dlouhověkost přehustěné oblasti. Podle Lin & Shu a mnoha dalších astronomů jsou tyto struktury obecně stabilní po dlouhá časová období. Jiní naznačují, že vlna hustoty přichází a odchází v relativně krátkodobých, opakujících se vzorcích. Bylo by to podobné jako u blinkru vašeho auta a toho před vámi, který se občas zdá, že se synchronizuje, než se znovu dostane z fáze, aby se za pár minut znovu seřadil. V galaxiích by se obrazec skládal z jednotlivých drah hvězd, které by se periodicky seřadily a vytvořily spirální ramena. Bylo těžké zjistit, který z nich byl tento případ.
Za tímto účelem nový výzkum vedený Kelly Foyle z McMaster University v Ontariu zkoumal postup formování hvězd, když plyn a prach vstoupily do šokové oblasti produkované vlnou hustoty Lin-Shu. Pokud byla teorie správná, měli by očekávat, že naleznou postup, ve kterém by nejprve nalezli studený plyn HI a oxid uhelnatý, a pak offsety teplého molekulárního vodíku a 24 Μm emise z hvězd tvořících se v oblacích a nakonec další offsety. UV emise plně vytvořených a nezakrytých hvězd.
Tým zkoumal 12 blízkých spirálních galaxií, včetně M 51, M 63, M 66, M 74, M 81 a M 95. Tyto galaxie představovaly několik variant spirálních galaxií, jako jsou spirály velkého designu, spirály s příčkou, vločkovité spirály a interagující galaxie. spirála.
Při použití počítačového algoritmu ke zkoumání každého z nich na odchylky, které by podporovaly teorii Lin-Shu, tým oznámil, že nedokázal najít rozdíl v umístění mezi třemi různými fázemi formování hvězd. To je v rozporu s předchozími studiemi (které byly provedeny „od oka“, a proto podléhají potenciálnímu zkreslení) a zpochybňují dlouhodobou spirální strukturu, jak ji předpovídá teorie Lin-Shu. Místo toho je toto zjištění v souladu s možností přechodných spirálových ramen, která se oddělují a periodicky reformují.
Další možností, která zachraňuje teorii hustotních vln, je, že existuje několik „rychlostí vzoru“, které produkují složitější hustotní vlny, a tak rozmazávají očekávané offsety. Tuto možnost podporuje studie z roku 2009, která zmapovala tyto rychlosti a zjistila, že několik spirálních galaxií pravděpodobně bude vykazovat takové chování. Nakonec tým poznamenává, že samotná technika může být chybná a podceňuje emise z každé zóny tvorby hvězd. K vyřešení této otázky budou muset astronomové vytvořit jemnější modely a prozkoumat oblasti podrobněji a ve více galaxiích.
