旋渦星系都有幾條美麗動人的長臂——旋臂,旋臂上擁擠著密集的星星和氣體塵埃.然而,旋臂的存在卻令人費解.一般說來,在引力作用下,星系應(yīng)該是一個扁圓盤,不可能形成旋渦結(jié)構(gòu).即使暫時出現(xiàn)旋臂,在星系自轉(zhuǎn)過程中,由于靠里面的恒星轉(zhuǎn)動得快,外邊的轉(zhuǎn)得慢,星系形成不久旋臂就會纏緊.可是從銀河系誕生到現(xiàn)在,太陽已經(jīng)圍繞銀河中心旋轉(zhuǎn)了二十多圈,卻沒有發(fā)現(xiàn)旋臂纏緊.這究竟是怎么回事呢? 密度波理論能較好地回答這個問題.
密度波是一種形象的比喻.假設(shè)有一段馬路正在翻修,路面上只留了一條窄小的通道,那么這個地方就會顯得非常擁擠,盡管汽車還是一輛輛地過去了,如果從天空中鳥瞰,好像看到這里一天到晚擠滿了車輛.在星系中,旋臂就好像翻修的路段,這個地方恒星比較多,引力強,所以不僅吸引了大量的氣體塵埃,而且當恒星通過這里時,都減慢了速度,使這里顯得擁擠,遠遠看去就呈現(xiàn)出旋渦狀的結(jié)構(gòu).事實上,旋臂中的恒星是不斷地運動、更替的.
密度波只是告訴我們旋渦到底是什么,至于為什么偏偏會形成這樣的密度分布,還是一個沒有解開的謎.