旋臂的羽状不稳定性。I：问题表述

本文通过考虑对旋涡激波的扰动气体响应来研究沿旋臂的羽状子结构。羽状物是从旋臂突出到臂间区域的密度涨落，其俯仰角由双周期结构的量子数给出。在局部渐近近似中（类似于剪切片，但非均匀性发生在空间而非时间中），我们推导了具有湍流星际气体、冻结磁场和气体自引力的极薄盘的线性化扰动方程。除了模态量子数外，系统的各个简正模式依赖于七个无量纲量，这些量表征了基础的时间无关轴对称状态，以及其对由星系盘恒星支持的假设背景密度波的稳态、非线性、两臂旋涡激波（TASS）响应。我们表明其中一些简正模式具有正增长率。它们在激波后区域的过密度轮廓非常类似于全磁流体动力学（MHD）模拟中观测到的羽状子结构。羽状子结构是系统固有的寄生不稳定性；因此，对它们的研究不仅为表征外部星系星际介质的重要参数提供了潜在诊断，而且有助于更深入地理解驱动巨分子云（GMC）和勾勒出观测到的宏伟设计旋涡的OB星形成的基本机制。