A spirális galaxisok a csillagászat egyik leginkább vonzó struktúrája, ám a természetük még mindig nincs teljesen tisztázva. A csillagászoknak jelenleg két kategóriája van az elméleteknek, amelyek magyarázzák ezt a szerkezetet, a galaxis környezetétől függően, ám egy új tanulmány, amelyet elfogadtak az Astrophysical Journalban való közzétételre, arra utal, hogy ezeknek az elméleteknek az egyik nagyrészt téves lehet.
A közeli társakkal rendelkező galaxisok esetében a csillagászok azt sugallták, hogy az árapály erõi kihúzhatják a spirál szerkezetét. Az izolált galaxisokhoz azonban szükség van egy másik mechanizmusra, amelyben a galaxisok ezeket a struktúrákat képezik a szomszéd beavatkozása nélkül. Ennek egyik lehetséges megoldását először 1964-ben dolgozta ki a Lin & Shu, amelyben azt javasolták, hogy a tekercselő szerkezet csupán illúzió. Ehelyett ezek a fegyverek nem mozgó szerkezeteket jelentettek, hanem a nagyobb sűrűségű területeket, amelyek helyben maradtak a csillagok belépésekor és kilépésekor, hasonlóan ahhoz, hogy a forgalmi dugó helyben marad-e, bár az összetett autók be- és kifelé haladnak. Ezt az elméletet Lin-Shu sűrűséghullám elméletnek nevezték, és nagyrészt sikeres volt. A korábbi beszámolók szerint a spirálkarok belső részén a hideg, a HI régiók és a por előrehaladtával ez a nagyobb sűrűségű régióba esik, és csillagképződést vált ki, és olyan forró O & B osztályú csillagokat képeznek, amelyek elhalnak, mielőtt kilépnének a szerkezetről, és elhagynák a alacsonyabb tömegű csillagok a lemez fennmaradó részének kitöltéséhez.
Ennek az elméletnek az egyik fő kérdése a túlterhelt régió hosszú élettartama volt. Lin & Shu, valamint sok más csillagász szerint ezek a struktúrák általában hosszú ideig stabilak. Mások azt sugallják, hogy a sűrűségi hullám viszonylag rövid élettartamú, ismétlődő mintákkal jön és megy tovább. Ez hasonló lenne a kocsija irányjelzőjéhez, és az előtted látszólag úgy tűnik, hogy szinkronizálódik, mielőtt ismét kilép a fázisból, csak pár perc múlva áll fel újra. A galaxisokban a mintázat a csillagok egyedi pályáiból állna, amelyek időnként egyenesen állnának, és létrehozzák a spirálkarokat. Kihívás az, hogy ezek közül melyik volt a helyzet.
Ehhez az új kutatás, amelyet Kelly Foyle vezet az Ontario-i McMaster Egyetemen, megvizsgálta a csillagképződés előrehaladását, amikor a gáz és a por belépett a Lin-Shu sűrűséghullám által előidézett sokkvidékbe. Ha az elmélet helytálló, akkor számolniuk kell egy olyan előrehaladással, amelyben először hideg HI-gázt és szén-monoxidot találnak, majd ellentételezik a meleg molekuláris hidrogén és a felhőkben képződő csillagok 24 μm-es emisszióját, és végül a A teljesen képződött és még nem fedezett csillagok UV-kibocsátása.
A csoport 12 közeli spirális galaxist megvizsgált, köztük az M 51, M 63, M 66, M 74, M 81 és az M 95-et. Ezek a galaxisok a spirális galaxisok több variációját képviselték, mint például a nagyszerű spirálok, az akadályos spirálok, a pelyhes spirálok és az egymással kölcsönhatásba lépő spirálok. spirál.
Amikor egy számítógépes algoritmust használt az egyes eltolódások vizsgálatára, amelyek támogatnák a Lin-Shu elméletet, a csapat beszámolt arról, hogy nem találnak különbséget a csillagképződés három fázisa között. Ez ellentmond a korábbi tanulmányoknak (amelyeket „szemmel” végeztek, és így potenciális torzításnak tettek alá), és megkérdőjelezi a hosszú életű spirálszerkezetet, ahogyan azt a Lin-Shu elmélet megjósolta. E megállapítás ehelyett megegyezik az átmeneti spirálkarok lehetőségével, amelyek szétválnak és időszakosan megújulnak.
Egy másik, a sűrűséghullám-elméletet megtakarító lehetőség, hogy több „mintázatsebesség” állít elő összetettebb sűrűségű hullámokat, és így elhomályosítja a várható eltolódásokat. Ezt a lehetőséget egy 2009-es tanulmány támasztja alá, amely feltérképezte ezeket a sebességeket, és megállapította, hogy több spirálgalaxis valószínűleg ilyen viselkedést mutat. Végül a csapat megjegyzi, hogy maga a technika hibás lehet, és alábecsüli a csillagképződés minden zónájának kibocsátását. A kérdés megoldásához a csillagászoknak finomabb modelleket kell készíteniük, és részletesebben és több galaxisban meg kell vizsgálniuk a régiókat.
