Спіральні галактики - одна з найбільш захоплюючих структур в астрономії, але їхня природа досі не до кінця вивчена. В даний час астрономи мають дві категорії теорій, які можуть пояснити цю структуру залежно від середовища галактики, але нове дослідження, прийняте для публікації в «Астрофізичному журналі», припускає, що одна з цих теорій може бути в основному помилковою.
Для галактик з супутниками, що знаходяться поблизу, астрономи припустили, що сили припливів можуть витягнути спіральну структуру. Однак для ізольованих галактик необхідний інший механізм, в якому галактики утворюють ці структури без втручання сусіда. Можливе рішення цього питання вперше було розроблено Лін та Шу в 1964 році, в якому вони припустили, що звивиста структура - це лише ілюзія. Натомість ці озброєння не були рухомими конструкціями, але ділянки більшої щільності, які залишалися нерухомими, коли зірки входили та виходили з них, подібні до того, як затор залишається в положенні, хоча машини-компоненти їдуть і виходять. Ця теорія отримала назву хвильової теорії щільності Лін-Шу і мала велику успіх. Попередні документи повідомляли про прогресування холоду, HI-областей та пилу на внутрішній частині спіральних кронштейнів, які врізаються у цю область більш високої щільності та викликають утворення зірок, завдяки чому гарячі зірки класу O&B гинуть перед виходом із структури, залишаючи зірки нижчої маси для заселення залишків диска.
Одним з головних питань цієї теорії було довговічність області перенапруги. За даними Лін і Шу, як і багатьох інших астрономів, ці структури, як правило, стійкі протягом тривалих періодів часу. Інші припускають, що хвиля щільності приходить і йде за відносно короткочасними, періодичними схемами. Це буде схоже на сигнал повороту на вашому автомобілі та той, що знаходиться перед вами, часом, здається, синхронізується перед тим, як знову вийти з фази, лише щоб знову вирівнятися за кілька хвилин. У галактиках візерунок складається з окремих орбіт зірок, які періодично вирівнюватимуться для створення спіральних рукавів. Випробовування того, хто з них був випадком, було викликом.
Для цього в новому дослідженні під керівництвом Келлі Фойл з Університету Мак-Мастер в Онтаріо було вивчено прогресування утворення зірок, коли газ і пил потрапляли в ударну область, спричинену хвилею щільності Лін-Шу. Якщо теорія була правильною, вони повинні розраховувати на прогрес, в якому вони спочатку знайдуть холодний газ HI та оксид вуглецю, а потім компенсацію теплого молекулярного водню та викидів 24 мкм від зірок, що утворюються в хмарах, і, нарешті, ще одне зміщення Ультрафіолетове випромінювання повністю сформованих та незамкнених зірок.
Команда дослідила 12 сусідніх спіральних галактик, включаючи М 51, М 63, М 66, М 74, М 81 та М 95. Ці галактики представляли кілька варіацій спіральних галактик, таких як грандіозні спіралі конструкції, спіралі із забороненою спіраллю, флокулентні спіралі та взаємодіючі спіраль.
Використовуючи комп’ютерний алгоритм для дослідження кожного на наявність компенсацій, які підтримували б теорію Лін-Шу, команда повідомила, що вони не можуть знайти різниці в розташуванні між трьома різними фазами утворення зірок. Це суперечить попереднім дослідженням (які були зроблені «на очах» і, таким чином, піддаються потенційним зміщенням) і ставить під сумнів тривалу спіральну структуру, як було передбачено теорією Лін-Шу. Натомість цей висновок узгоджується з можливістю перехідних спіральних озброєнь, які періодично розпадаються та реформуються.
Інший варіант, який врятує теорію хвиль щільності, полягає в тому, що існує кілька "швидкостей картини", що створюють більш складні хвилі щільності і, таким чином, розмиває очікувані зрушення. Цю можливість підтримує дослідження 2009 року, в якому було відображено ці швидкості та встановлено, що кілька спіральних галактик, ймовірно, проявляють таку поведінку. Нарешті, команда зазначає, що сама техніка може бути хибною і недооцінювати викиди з кожної зони зіркового утворення. Щоб вирішити це питання, астрономам потрібно буде створити більш досконалі моделі та вивчити регіони детальніше та в більшій кількості галактик.
