反对星系中长寿命旋臂的观测证据

我们测试许多大盘面星系中明显的旋臂图案是否应被视为在共转参考系中静止超过 $t_{dyn}$ 的动力学特征，正如用于解释旋臂的密度波方法所暗示的那样。如果此类旋臂具有增强的恒星形成 (SF)，不同阶段 SF 序列的观测示踪物应在共转参考系中显示出从上游到下游的空间排序：致密 HI、CO（示踪分子氢气）、24 微米发射（示踪被遮蔽的 SF）和 UV 发射（示踪未被遮蔽的年轻恒星）。我们认为，这种空间排序应反映在这些示踪物对之间使用所有方位角位置的角互相关（CC，极坐标）中；CC 的峰值应偏离零，在共转半径内外方向不同。Dobbs & Pringle 最近的旋臂 SF 模拟明确显示，对于静止旋臂势的情况，不同年龄的气体和年轻恒星之间的这种角偏移应可作为互相关偏移被观测到。我们计算了 12 个邻近旋星系中不同观测 SF 序列示踪物的角互相关，利用了具有中性气体 HI (THINGS)、分子气体 CO (HERACLES) 以及 24 微米发射 (Spitzer, SINGS) 高质量图的数据集；我们还包括了一些星系的 FUV 图像 (GALEX) 和 3.6 $\mu$m 发射 (Spitzer, IRAC)，以示踪老化恒星和更长时标。在该样本的所有结果示踪物互相关中，我们均未发现系统性的角偏移，而这对于具有明确图案速度的静止动力学旋臂图案是预期的。这一结果表明，最简单形式的旋臂密度波并不是解释大盘面星系中旋臂的重要方面。