宇宙中螺旋结构的开端

星系中螺旋结构的开端似乎出现在红移 1.4 到 1.8 之间，此时星系盘已发展出冷的恒星成分，气体中的旋转运动主导了湍流运动，且大质量团块变得不再频繁。在从团块状盘向螺旋盘过渡期间，在哈勃超深场 (Hubble Ultra Deep Field) 中发现了两种不寻常的螺旋类型：它们像其前身团块状盘一样具有大质量、团块状和不规则的特征，但又像其后代一样呈现螺旋状或剪切状。一种类型是“毛茸茸的”(woolly)，整个星系盘布满大质量的团块状旋臂，且比同一红移处的其他盘星系更亮；另一种类型具有不规则的多条旋臂、高倾角、恒星形成结且缺乏内部对称性，类似于当今的多臂星系。 locally 常见的螺旋类型也存在于红移 $z\sim1$ 附近的范围内，即具有两条对称旋臂的大设计 (grand design) 星系、内部对称且外部有多条长而细旋臂的多臂星系，以及具有短小、不规则且呈斑块状（主要源自恒星形成）旋臂的絮状 (flocculent) 星系。在 UDF 中，普通的多臂星系仅在小于 $z\sim0.6$ 的距离内被发现。大设计星系延伸至最远的 $z\sim1.8$，这可能是因为相互作用可以在原本结构更不规则的盘中驱动出双臂螺旋。这些类型之间的差异可以通过气体和恒星的常规稳定性参数以及速度弥散与旋转速度之比来理解。