Spiralne galaksije so ena izmed najbolj privlačnih struktur v astronomiji, vendar njihova narava še vedno ni popolnoma razumljena. Astronomi trenutno imajo dve kategoriji teorij, ki lahko razložijo to strukturo, odvisno od okolja galaksije, vendar nova študija, sprejeta za objavo v časopisu Astrophysical Journal, kaže, da je ena od teh teorij morda v glavnem napačna.
Za galaksije z bližnjimi spremljevalci so astronomi predlagali, da lahko sile plimovanja potegnejo spiralno strukturo. Za izolirane galaksije pa je potreben drug mehanizem, v katerem galaksije tvorijo te strukture brez posredovanja soseda. Možno rešitev za to je Lin & Shu leta 1964 prvič izoblikoval, v kateri so predlagali, da je navijanje strukture zgolj iluzija. Namesto tega ti orožji niso bili premikajoči se konstrukciji, ampak območja večje gostote, ki so ostala nepremična, ko so vstopale zvezde in izstopila iz njih, podobno kot prometni zastoj ostane v položaju, čeprav avtomobili s sestavnimi deli potujejo sem in tja. To teorijo so poimenovali teorija valov gostote Lin-Shu in je bila v veliki meri uspešna. Prejšnji prispevki poročajo o napredovanju hladnega, HI območja in prahu na notranjem delu spiralnih krakov, ki se zrušijo v to območje višje gostote in sprožijo nastanek zvezd, zaradi česar vroče zvezde razreda O&B umrejo, preden zapustijo strukturo, zapustijo zvezde nižje mase, da posedejo preostanek diska.
Eno glavnih vprašanj te teorije je bilo dolgoživost preobsežne regije. Kot poročajo Lin & Shu in mnogi drugi astronomi, so te strukture na splošno stabilne skozi dolga časovna obdobja. Drugi nakazujejo, da val gostote prihaja in odhaja v razmeroma kratkotrajnih, ponavljajočih se vzorcih. To bi bilo podobno zavoju na vašem avtomobilu in tistemu, ki je pred vami, včasih se zdi, da se sinhronizira, preden spet stopite iz faze, le da se čez nekaj minut spet postavite. V galaksijah bi bil vzorec sestavljen iz posameznih orbitov zvezd, ki bi se občasno vrstile, da bi ustvarile spiralne roke. Preizkušanje, kateri od teh primerov je bil, je bil izziv.
Da bi to storili, je nova raziskava, ki jo je vodila Kelly Foyle z univerze McMaster v Ontariu, proučevala napredovanje nastajanja zvezd, ko sta plin in prah vstopila v območje šoka, ki ga je ustvaril val gostote Lin-Shu. Če bi bila teorija pravilna, bi morali pričakovati, da bodo našli napredovanje, v katerem bi najprej našli hladen HI plin in ogljikov monoksid, nato pa izravnavo toplega molekularnega vodika in emisije 24 μm od zvezd, ki se tvorijo v oblakih, in na koncu še en odmik UV-emisija popolnoma oblikovanih in neopaženih zvezd.
Skupina je pregledala 12 bližnjih spiralnih galaksij, vključno z M 51, M 63, M 66, M 74, M 81 in M 95. Te galaksije so predstavljale več različic spiralnih galaksij, kot so velike konstrukcijske spirale, zapore spirale, flokulentne spirale in interaktivne spirala.
Pri uporabi računalniškega algoritma za vsako preučitev odmikov, ki bi podpirali Lin-Shu teorijo, je ekipa poročala, da niso mogli najti razlike v lokaciji med tremi različnimi fazami nastajanja zvezd. To je v nasprotju s prejšnjimi študijami (ki so bile narejene "na očeh" in s tem podvržene potencialni pristranskosti) in dvomi v dolgoživo spiralno strukturo, kot je napovedovala teorija Lin-Shu. Namesto tega je ta ugotovitev v soglasju z možnostjo prehodnih spiralnih ročic, ki se razpadajo in občasno reformirajo.
Druga možnost, ki reši teorijo gostote valov, je, da obstaja več "vzorčnih hitrosti", ki proizvajajo bolj zapletene valovne gostote in tako zameglijo pričakovane odmike. To možnost podpira študija iz leta 2009, ki je preslikala te hitrosti in ugotovila, da je več spiralnih galaksij verjetno takšno vedenje. Nazadnje ekipa ugotavlja, da je morda sama tehnika pomanjkljiva in podcenjuje emisije iz vsakega območja nastajanja zvezd. Za rešitev vprašanja bodo morali astronomi izdelati bolj izpopolnjene modele in podrobneje raziskati regije in v več galaksijah.
