什么是宇宙的‘悬力臂’

---

我是学天文的,但我没有听说过"悬力臂"

螺旋臂

螺旋臂是由星系的核心延伸出来的漩涡和短棒组成的区域。这些长且薄的区域类似漩涡，此种星系也因此而得名。

螺旋臂的存在曾经令科学家大惑不解，因为在星系旋转时，星系最外围(边缘)的恒星运动得比接近中心的恒星更快。事实上，螺旋臂并不是恒星运动造成的结果，但是密度波会导致恒星形成。因此，螺旋臂因为有年轻的恒星而显得明亮(并且本来质量大、明亮的恒星存活的时间不长)，不是因为恒星的运动造成螺旋臂。

螺旋结构的起源

林达博是研究螺旋臂形成的先驱，他意识到恒星要恒久保持螺旋臂的形状会遭遇到"缠绕困境"而难以维持住，因为星系盘中天体的环绕速度会随着至中心的距离而变化，一条向外辐射出的臂(像车轮的辐条)很快就会因为星系的自转弯成弧线。星系只要自转几周之后，螺旋臂的曲率就会增加至紧紧缠绕着星系的核球。但观测到的却不是如此。

 

旋涡星系的螺旋臂解释图。第一个令人可以接受的理论是林家翘与徐遐生两人在1964年发明的，他们建议螺旋臂只是螺旋密度波的显示。他们假设恒星在细长的椭圆轨道上并且原来的轨道方向是互有关联的，也就是说，椭圆以很平顺的方式随着与核心距离的增加逐渐改变了他们的方向。这就是图中所说明的，很清楚的观察到椭圆轨道在某些区域紧密结合在一起的”现象”就是螺旋臂。因此恒星并不是永远保持在我们现在所看见的位置，他们只是在轨道上移动时经过螺旋臂。

二择一的另一个被推荐的假说是星系的运动造成恒星陷入波浪中，因为形成时最亮的恒星也会最快死亡，便会在波的后方形成黑暗的区域，因而使得波被看见。

旋涡星系的螺旋臂解释图

在从古到今的各个时代里,有一个问题始终引起人们的兴趣和思索,那就是"重力的原因".在古代,学者们除了关心物质和宇宙结构外,已经开始关心"引力"这种令人感到神秘莫测的自然现象.西方的亚里士多德把重物的下落看作是自然的本性,认为所有的物体都会在本性驱使下落向自然位置,即落向宇宙中心.后来人们发现地球并不在宇宙的中心处,又想到宇宙中可能有许多引力中心.当然古人对引力的思考和回答都只能是思辨性的,而且在物理学上,除了原子论以外,还没有一个领域提出了像"重力的原因"那样多的思辨.对引力的科学研究和回答到17世纪以后才取得长足的发展,很多著名科学家作出了贡献,但集大成者当属牛顿!
你是不是指的银河系的旋臂？
银河系有4条旋臂，分别是人马臂，猎户臂，英仙臂，天鹅臂。太阳位于猎户臂内侧。
银河系是旋涡星系，有两条或更多条旋臂。在研究银河系旋臂时，光学方法受到很大限制。
旋涡星系[1]内年轻亮星、亮星云和其他天体分布成旋涡状，从里向外旋卷。这种螺线形带称为旋臂，是旋涡星系外形的主要特征。大多数旋涡星系有两条旋臂，少数星系有三条以上的旋臂。旋臂主要由星族Ⅰ的明亮的早型恒星构成。旋臂中除恒星外，还含有星际气体和尘埃，在旋臂的前部（按旋转中的前进方向）往往存在一暗黑的尘埃窄条。在旋臂中还可以观测到许多电离氢区。银河系有两条或者更多的旋臂，用光学方法可以观测到两条旋臂的一部分，用射电方法则可以观测到更多的部分（英仙臂、猎户臂、人马臂和三千秒差距臂等）。旋臂结构的实质可用密度波理论来解释。但是，旋臂的起源和演化问题目前尚未解决。
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。