Galaxy Zoo：约束旋臂起源

自发现大多数低红移星系展现出一定程度的旋涡结构以来，人们提出了多种理论来解释这些图样的存在。一个流行的解释是称为摆动放大的过程，然而尚无观测证据证明确实存在此种机制。通过使用星系的若干测量性质，以及在无直接测量时采用标度关系，我们根据星系相对晕、核球与盘的质量和尺寸对SDSS与S$^4$G旋涡星系样本进行建模。利用这些模型，我们针对Galaxy Zoo 2中直接测量的旋臂数目检验了摆动放大理论的预测。我们发现，无论是普适的核部平坦还是尖峰内暗物质分布剖面，都无法正确预测星系中观测到的旋臂数目。然而，通过引入晕收缩/膨胀模型，旋涡星系族中浮现出明显的双峰性。在$z \lesssim 0.1$且$\mathrm{M_*} \gtrsim 10^{10} \mathrm{M_\odot}$的未棒旋涡星系中，约40%的旋臂可由摆动放大建模。该族群在预测与观测旋臂数目间显示出显著相关性，证明它们是摆动放大模式。其余星系以两臂系统为主，模型预测其臂数显著更高。这些很可能由潮汐相互作用或其他机制驱动。