盘状星系NGC 5866几乎向我们的视线倾斜。哈勃敏锐的视线显示出了一条清晰的尘埃带，将银河分为两半。这张照片突出了星系的结构：一个细微的红色凸起，围绕明亮的原子核，与尘埃带平行的蓝色恒星盘以及透明的外部光晕。
图片提供：NASA，ESA和哈勃遗产团队
星系中的螺旋臂难道是由于自重而使物质“排列”了不同的旋转而引起的吗，而不是与椭圆形物质根本不一样的螺旋（物质可能没有排列）？
有两个问题确实隐藏在这里：旋涡和椭圆形实际上是完全不同的对象，以及旋涡星系中的旋臂是如何产生的，因此，我将略微独立地解决这些问题，首先从旋涡和椭圆形是否真的不同开始。
他们确实不同！这里有非常简单的方法去发现他们的不同：旋涡星系很神奇，它非常薄。我们自己的银河系螺旋盘厚度只有约0.6光年，而整个银河系的直径约为100,000光年。通过一些简单直接的划分，我们可以计算出银河系的边缘比垂直方向大166,666倍。这种稀薄的东西很难缠住你的头脑。标准的打印纸（通常为0.05毫米的宽度）的厚度按比例是我们银河系的30倍。
图解：这个被称为ESO 243-49的壮观的边缘星系被认为是中等质量黑洞的所在地，该黑洞可能已经从食人矮化星系中剥离了。这个星系距离地球2.9亿光年。图片来源：NASA，ESA和S. Farrell（悉尼大学悉尼天文研究所）
要得到像银河系一样细的东西，你可以在篮球场上画一个实心的圆圈，在球场上画一个尽可能大的圆圈。 NBA篮球场的宽度为50英尺宽，因此您需要在地面上画一个50英尺宽的圆圈。让您的油漆变干。平均油漆涂层约为100微米厚（0.00394英寸）-因此，相对于50英尺圆的大小，地板上一层油漆的高度与银河系薄盘的高度成正比星。如果您可以将它悬挂在空中，那么您将看到一个五十英尺的圆圈，该宽度大约与稀疏的人类头发的宽度相同。螺旋星系太薄了。
与此同时，一个椭圆形的星系并没有这样薄的磁盘。椭圆形往往比其他形状更像足球，因此它们在一个方向上的长度通常仅比其他两个方向长几倍，因此在任何方向上都没有太多的“边缘”。椭圆星系和旋涡星系是两种非常不同的星系，我们通过观察它们的形状所看到的差异会反映在其他的属性中，例如它们的年龄（椭圆形更老），颜色（椭圆形中的旧星使其更红），并且形成了许多新星（绝大多数情况下，在旋涡星系中发现了新星）。
图解：这是大型椭圆星系M60的哈勃太空望远镜图像。该银河系位于距离约5,000万光年的2500个银河系中。在该图像的右上角可以看到淡淡的蓝色旋涡星系NGC 4647的一部分。图片来源：NASA，ESA和哈勃传统（STScI / AURA）-ESA /哈勃合作
综上所述，螺旋臂仍然有些怪异。如果银河系是静止的物体（例如由油漆制成的圆圈，并且作为一个整体旋转），则需要从银河系诞生之日起就已经存在螺旋臂，但是一旦它们到达该位置，你就可以相当容易地将它们保留下来。不幸的是，我们可以看到星系并没有像*放播**器中的DVD一样作为实体旋转。
我们剩下的就是所谓的螺旋密度波理论，它表明螺旋臂不是物理上的“东西”，而是由只是经过的恒星组成，更像是交通拥堵。之所以出现明显的旋臂，是因为恒星不在完美的圆圈中绕银河系的轨道运行。相反，每颗恒星都位于椭圆轨道上，就像我们太阳系中的周期性彗星一样。当恒星在其遥远的轨道上移动最慢时，如果大量恒星在同一位置具有转折点，则最终会出现一个特别密集的恒星区域，从而形成明显的螺旋臂。每一颗恒星都将沿着其自身的轨道继续前进，随着银河旋转而在螺旋臂中进出。
于是这样的想法就出来了；接下来是什么？最接近旋涡星系中心的恒星和气体绕其中心旋转的速度比郊外的恒星快。旋转速度的这种差异意味着，如果给星系一个旋臂图案，然后让星系仅存在一小会儿，那么那松散的旋臂图案将变成一个非常紧密的螺旋，并且两臂之间没有空间，将很难发现它们。因此，如果是这种情况，那么强大的螺旋臂就不会持续太久。其次，这里还有其他问题；如果旋转臂不会持续很长时间，那么通常情况下，如果你观察银河系人口，就不会期望看到许多坚固的旋转臂。虽然确实有一些星系没有明显的旋臂，但仍有许多星系具有很强的旋涡特征。我们也必须抛弃这个想法。
图解：由于恒星的椭圆形，未对准轨道，在螺旋星系中臂如何形成的简化图。图片来源：Wikimedia用户Dbenbenn，在CC A-SA 3.0下使用
因此，关于使旋转的物质排列成螺旋臂的不同想法，实际上非常接近在旋涡星系非常薄的圆盘中发现的恒星的痕迹。但是，由于星系的3D性质，螺旋形非常细，椭圆形则非常圆，因此我们无法以这种方式解释螺旋形和椭圆形之间的差异。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. forbes- Jillian Scudder-张歪
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