一种合情合理的银河螺旋结构及其旋转速度

我们报告了对银河系质量分布模型的计算，模型包括以K-band观测为轨迹的螺旋结构，置于盘面的轴对称成分之上。星体研究延续了关于该模式自我一致性的前期工作。通过计算中心周期轨道族及其附近轨道作为模式旋转速度$\Omega_p$的函数来研究星体对施加螺旋质量的响应。对$\Omega_p$的细网格研究范围为12至25 km s^{-1} kpc^{-1}。动力学自我一致性对$\Omega_p$极其敏感，最佳拟合值为20 km s^{-1} kpc^{-1}。我们阐述了最近独立的理论和观测工作，这些工作依赖于$\Omega_p$的值，都与此处找到的值一致；包括银河系的最近星形成历史、局部宇宙射线通量变化推断以及银河丰度图案。气体响应也是$\Omega_p$的函数，借助ZEUS代码进行二维流体动力学模拟计算。对于$\Omega_p$=20 km s^{-1} kpc^{-1}，两臂螺旋结构的响应形成4臂结构的螺旋图案，沿臂轴出现分叉和臂间特征。该图案在定性上类似于我们银河系和其他星系中观察到的光学臂。这种复杂的气体图案似乎与星体轨道中的共振相联系。其中，4:1共振在重要作用，因为它也决定了施加螺旋模式在何处动力学上自我一致。