许多星系是螺旋状的,除了唯一一个令人困惑的反例之外,所有的旋臂都由于星系的旋转而呈现拖尾状 。现在认为旋臂是由回荡在系统内的压力波造成的,里面的某些区域里星际物质的密度比平均值要高,这将引发恒星的形成 。最容易看到的恒星质量很大,以宇宙学的标准来看,在它最终爆炸成超新星前的寿命是较短的 。但它们明亮的光芒使得旋臂变得明显 。当压力波扫过后,激烈的恒星形成过程停顿了,这个旋臂变得不那么突出 。而扫荡的压力波又会造就一条新的旋臂 。如果这种图景是正确的,那么在几千万年的时间里,我们的银河系仍会有旋臂,只是这些旋臂是由另外的恒星构成的 。
支配星系旋臂的物理学规律可用一个日常的问题来类比 , 就是交通拥堵 。想象一下M25 伦敦的环路 上的交通,所有汽车都以几乎相同的速度前进 , 但是如果道路较挤,一辆车稍微减速就会让它后面的车排起队来 。这正是聚集在环绕星系核心的旋臂上的气体或尘埃的情况 。每辆具体的汽车只会在有限的时段里成为拥堵的一员 , 而之后仍会在环路上继续前行 。但拥堵会持续下去,只是换成了后面跟上来的车辆 。
通过多普勒效应,我们已经测量出很多星系的旋转 。如果一个旋涡星系正在旋转,那么在一侧的所有物质将朝向我们运动,而另一侧的所有物质将远离我们(当然要排除星系自身的整体运动) 。这种运动将表现在谱线的位置上,所以可以据此测量出旋转的速率 。而星系旋转的一个奇怪的特征还具有更深刻的意义 。
【旋涡星系】
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