Спирали галактик могут возникать из-за волн плотности

Спирали в спиральных галактиках имеют тенденцию примерно следовать логарифмической спирали (для которой золотая спираль представляется особым случаем), но и это только грубое приближение.

Это можно увидеть в недавней работе в журнале Monthly Notice of the Royal Astronomical Society, в которой рассматривается проблема спиральных форм десятков галактик. Авторы рассмотрели десятки спиральных галактик без перемычек, используя данные проекта Sloan Digital Sky Survey, и определили формы их спиральных рукавов. Хотя это может показаться довольно простым, это не так. Вид сверху известен у очень небольшого количества галактик. Обычно галактики наклонены под некоторым углом относительно нас, поэтому авторы должны были взять изображения галактик и рассчитать, как их спиральные формы выглядят при рассморении сверху.

Ключевая характеристика логарифмической спирали известна как угол наклона. Чем больше угол наклона, тем плотнее спираль. Для идеальной логарифмической спирали угол наклона постоянен в каждой точке спирали. Для галактик угол наклона может меняться вдоль различных областей спирали, так как они не совсем логарифмические спирали.

Авторы исследования обнаружили, что около двух третей галактик имели отклонение угла наклона более 20%. Это подтверждает идею, что галактики лишь приблизительно имеют форму спирали. Но авторы также обнаружили интересную взаимосвязь между средним углом наклона галактики и яркости ее центра (центрального балджа). У галактик с тусклым балджем был более низкий угол наклон (более свободные спирали), в то время как галактики с ярким центром - более высокий (жесткие спирали). Это соотношение между углом наклона и балджем намекает на основной механизм.

В настоящее время полагают, что спирали галактик возникают из-за волн плотности, подобно появлению пробок на дорогах. Форма логарифмической спирали возникает из модели волн плотности, но нет четкой связи между центральным балджем и углом наклона.