Spiralne galaksije jedna su od najimpresivnijih struktura astronomije, ali njihova priroda još uvijek nije u potpunosti razumjena. Astronomi trenutno imaju dvije kategorije teorija koje mogu objasniti tu strukturu, ovisno o okruženju galaksije, ali nova studija, prihvaćena za objavljivanje u Astrofizičkom časopisu, sugerira da je jedna od tih teorija možda u velikoj mjeri pogrešna.
Za galaksije s obližnjim pratiteljima, astronomi su predložili da sile plima mogu izvući spiralnu strukturu. Međutim, za izolirane galaksije potreban je drugi mehanizam u kojem galaksije formiraju te strukture bez intervencije susjeda. Moguće rješenje toga prvo je 1964. razradio Lin & Shu u kojem su sugerirali da je krivudava struktura samo iluzija. Umjesto toga, ta oružja nisu bila pokretna struktura, već područja veće gustoće koja su ostala nepomična kad su zvijezde ulazile i izlazile iz njih slično kao da gužva u prometu ostaje na mjestu, iako automobili sa sastavnim dijelovima putuju i izlaze. Ova je teorija nazvana teorijom valova gustoće Lin-Shu i bila je uspješno uspješna. Prethodni radovi izvijestili su o napredovanju hladnoće, HI područja i prašine na unutarnjem dijelu spiralnih krakova, koji se urušavaju u ovo područje veće gustoće i pokreću stvaranje zvijezda, čineći vruće zvijezde klase O&B koje umiru prije napuštanja građevine, napuštajući zvijezde niže mase kako bi napunili ostatak diska.
Jedno od glavnih pitanja ove teorije bila je dugovječnost prenaglašene regije. Prema Lin & Shu kao i mnogim drugim astronomima, ove su strukture uglavnom stabilne tijekom dužih vremenskih razdoblja. Drugi sugeriraju da val gustoće dolazi i odlazi u relativno kratkotrajnim, ponavljajućim obrascima. To bi bilo slično signalima pokazivača na vašem automobilu i onoj ispred vas koji se ponekad čini da se sinkroniziraju prije nego što ponovno izađete iz faze, samo da se nakon nekoliko minuta ponovno uskladite. U galaksijama bi se uzorak sastojao od pojedinih orbita zvijezda koje bi se periodično redale kako bi stvorile spiralne krakove. Izazov, koji je od tih slučajeva bio, bio je izazov.
Da bi to učinili, novo istraživanje, pod vodstvom Kelly Foyle sa sveučilišta McMaster u Ontariju, ispitivalo je napredovanje formiranja zvijezda dok su plin i prašina ušli u šok područje koje je stvorio val gustoće Lin-Shu. Ako je teorija točna, trebali bi očekivati da će se naći progresija u kojoj će prvo naći hladni HI plin i ugljični monoksid, a zatim kompenzacije toplog molekularnog vodika i emisije 24 µm od zvijezda koje se formiraju u oblacima, i na kraju, još jedan pomak UV zračenje potpuno oblikovanih i neupadljivih zvijezda.
Tim je ispitao 12 obližnjih spiralnih galaksija, uključujući M 51, M 63, M 66, M 74, M 81 i M 95. Te galaksije predstavljale su nekoliko varijacija spiralnih galaksija poput velikih dizajnerskih spirala, zabranjenih spirala, flokulentnih spirala i međusobno povezanih spirala.
Pri korištenju računalnog algoritma za ispitivanje svakog odstupanja koja bi podržavala Lin-Shu teoriju, tim je izvijestio da ne mogu pronaći razliku u lokaciji između tri različite faze formiranja zvijezda. To je u suprotnosti s prethodnim studijama (koje su rađene „okomito“ i na taj način podložne potencijalnoj pristranosti) i dovodi u sumnju dugovječnu spiralnu strukturu kako je predviđala Lin-Shu teorija. Umjesto toga, ovo je otkriće u skladu s mogućnošću prolaznih spiralnih ruku koje se povremeno razdvajaju i reformiraju.
Još jedna opcija koja spašava teoriju valnih gustoća je da postoji više „brzih uzoraka“, što proizvodi složenije valove gustoće i tako zamagljuje očekivane odstupanja. Tu mogućnost podržava studija iz 2009. koja je preslikala te brzine i otkrila je da će nekoliko spiralnih galaksija vjerojatno pokazati takvo ponašanje. I na kraju, tim primjećuje da sama tehnika može biti manjkava i podcjenjuje emisiju iz svake zone formiranja zvijezda. Da bi riješili pitanje, astronomi će morati proizvesti više rafiniranih modela i istraživati regije detaljnije i u više galaksija.
