旋涡星系的旋臂为什么不缠紧呢?

旋涡星系都有几条美丽动人的长臂——旋臂,旋臂上拥挤着密集的星星和气体尘埃.然而,旋臂的存在却令人费解.一般说来,在引力作用下,星系应该是一个扁圆盘,不可能形成旋涡结构.即使暂时出现旋臂,在星系自转过程中,由于靠里面的恒星转动得快,外边的转得慢,星系形成不久旋臂就会缠紧.可是从银河系诞生到现在,太阳已经围绕银河中心旋转了二十多圈,却没有发现旋臂缠紧.这究竟是怎么回事呢? 密度波理论能较好地回答这个问题.
密度波是一种形象的比喻.假设有一段马路正在翻修,路面上只留了一条窄小的通道,那么这个地方就会显得非常拥挤,尽管汽车还是一辆辆地过去了,如果从天空中鸟瞰,好像看到这里一天到晚挤满了车辆.在星系中,旋臂就好像翻修的路段,这个地方恒星比较多,引力强,所以不仅吸引了大量的气体尘埃,而且当恒星通过这里时,都减慢了速度,使这里显得拥挤,远远看去就呈现出旋涡状的结构.事实上,旋臂中的恒星是不断地运动、更替的.
密度波只是告诉我们旋涡到底是什么,至于为什么偏偏会形成这样的密度分布,还是一个没有解开的谜.