宏象螺旋星系中密度波理论的直接检验

螺旋星系旋臂的确切性质仍是一个开放问题。人们广泛假设，具有两条清晰对称旋臂的星系中的旋臂是绕盘传播的密度波的产物，随着经过的波压缩星系盘中的气体而触发的恒星形成使旋臂在视觉上增强。这种持续波将以近似恒定的角速度传播，即其图案速度 Ω_p。准稳态密度波理论可以通过测量这一量并表明它在星系中不随半径变化来检验。不幸的是，这一测量很困难，因为 Ω_p 仅与恒星旋转速度等可观测物理量间接相关。在此，我们利用从光谱映射中提取的宏象螺旋星系 UGC 3825 的恒星星族详细信息，测量已知年龄的年轻恒星与其形成的旋臂之间的偏移，从而首次在一系列半径上直接测量 Ω_p。发现该星系中的偏移与随半径变化很小的图案速度所预期的一致，表明与准稳态密度波一致，并证实了这一新方法的可信性。