Gaseous Disks of Spiral Galaxies: Arms and Rings
本文发展了一个改进的螺旋星系自引力无限薄气体盘小振幅振荡的线性稳定性理论。结果表明，在差分旋转盘的非轴对称扰动Toomre的修改的流体动力学模拟，以测试修改后的本地标准的有效性。
2000-12-08 astro-ph
A pair of leading spiral arms in a luminous infrared galaxy?
主导旋臂是一种罕见的现象。我们在这里提出了一个极少数令人信服的候选人的螺旋臂打开反直觉在同一方向的星系盘旋转。在一个明亮的红外星系（LIRG）IRAS 18293-3134的检测是基于近红外（NIR）自适应光学成像与甚大望远镜和长缝近红外光谱与英澳望远镜。我们讨论了基于成像的星系的方向，并从光谱中的发射和吸收特征导出旋转曲线。该星系是强烈的恒星形成，并有一个小的伴星在高速遭遇。IRAS 18293-3134的旋臂不容易从光学图像中追踪，这一事实表明，对相互作用系统和LIRG进行更大样本的高质量近红外成像可能会发现更多的旋臂案例，从而限制旋臂理论和逆行相遇，特别是盘质量和暗物质晕质量之间的关系。
2008-10-22 astro-ph
Offsets between H-alpha and CO arms of a spiral galaxy NGC 4254: A New Method for Determining the Pattern Speed of Spiral Galaxies
我们研究了晚型旋涡星系NGC 4254（M99）旋臂分子云与HII区的偏移。我们使用由Nobeyama毫米阵列（NMA）获得的高分辨率CO（1-0）图像和H-α图像。我们导出了银盘中的角偏移量（θ），发现这些偏移量与气体的角旋转速度（Ω_G）呈线性关系。该线性关系可以由等式表示：θ =（Omega_G - Omega_P）* t_{H-alpha}，其中Omega_P和t_{H-alpha}是常数。这里，Omega_P对应于旋臂的模式速度，而t_{H-alpha}被解释为旋臂中分子气体的峰值压缩与大质量恒星形成峰值之间的时间尺度。因此，如果我们假设Ω_P和t_{H-alpha}是常数，我们可以通过将一条直线拟合到我们的θ-Ω_G图上来同时确定它们。从我们的图中，我们得到了t_{H-alpha} =4.8（+/- 1.2）百万年和Omega_P = 26（+10/-6）km/s/kpc，这与以前的研究是一致的。我们认为这种θ- Omega_G图可以作为一种新的工具来确定恒星形成所需的模式速度和典型的时间尺度。
2004-10-20 astro-ph
Spiral Molecular Front in Galaxies: Quick Transition from Atomic to Molecular Hydrogen in Spiral Arms
我们导出了螺旋星系M51中分子分数fmol（分子气体密度与总气体密度之比）的二维图，并研究了分子锋（MF）的行为，其中MF代表fmol从接近零到1急剧变化的地方，反之亦然。我们发现，MF现象不仅发生在径向，而且在方位角方向通过螺旋臂，和fmol变化迅速的臂间过渡区。方位角MF的存在表明原子气体（HI）在通过旋臂时迅速转变为分子气体（H_2）。我们基于HI到H_2的相变理论对MF进行了数值模拟，并再现了观测结果。我们估算了该跃迁的方位标度长度小于200秒差距，对应于约200万年的H_2气体形成时间。分子臂的方位角宽度估计为至多2.5kpc，其中气体可以保持在分子相约2500万年。
2002-02-10 astro-ph
The structure of spiral galaxies - II. Near-infrared properties of spiral arms
我们已经在K波段对45个正面螺旋星系的样本进行了成像，以确定旧恒星星族的形态，这些恒星族在盘中占主导地位。螺旋星系的K波段图像已被用来计算不同的特性的潜在的密度扰动，如臂强度，剖面和横截面，螺旋螺距角。与预期相反的是，没有相关性被发现之间的臂俯仰角和哈勃类型，并结合以前的结果，这使我们得出结论，旧的恒星星族的形态承担很少相似的光学形态用于分类星系。我们星系的旋臂性质似乎与最简单的密度波理论的预测不一致，而且一些观测结果，如星系内俯仰角的变化，似乎很难与更复杂的模态理论相一致。对于本样品，棒对臂强度没有可检测的影响。我们还获得了其中三个星系的B波段图像。对于这些星系，我们测量了臂横截面和强度，调查磁盘密度扰动对螺旋盘恒星形成的影响。我们发现，B波段的武器导致K波段的武器和窄于K波段的武器，显然支持预测的大规模冲击的情况下，虽然灰尘的影响，B波段的图像可能有助于这些结果。
1998-03-21 astro-ph
The formation of spiral arms and rings in barred galaxies
我们提出了一个新的理论来解释形成的旋臂和所有类型的外环棒星系。我们推广并应用了天体力学中的技术来计算转移轨道。因此，我们的理论是基于混沌轨道运动驱动的不变流形与双曲平衡点周围的周期轨道。特别是，旋臂和外环与异宿或同宿轨道的存在有关。因此，R1环与异宿轨道的存在相关联，而R1R2环与同宿轨道的存在相关联。然而，当既不存在异宿轨道也不存在同宿轨道时，会出现螺旋臂和R2环。我们研究了三个现实的，但简单的，棒星系模型的参数空间，并讨论了根据星系模型的属性的不同形态的形成。不同的形态来自于星系动力学参数的差异。
2007-12-28 astro-ph
The formation of molecular clouds in spiral galaxies
我们提出了光滑粒子流体动力学（SPH）模拟分子云形成的旋涡星系。这些模拟模拟了非自引力气体盘对星系势的响应。螺旋激波导致气体中的高密度，以及螺旋臂中的相当大的结构，我们将其确定为分子云。我们认为这些结构的形成是由于撞击流的动力学，它扰动了通过旋臂的气体流动。此外，螺旋激波诱导大的速度分散在螺旋臂，与分子云中观察到的速度分散的幅度。我们估计分子氢的形成，通过后处理我们的结果，并假设气体是等温的。如果气体是冷的（$T\le100$ K），气体在螺旋激波中被充分压缩，以便在致密的螺旋臂团中形成分子氢。这些分子云大部分被限制在旋臂中，因为大多数分子气体在离开旋臂时被光解为氢原子。
2006-07-14 astro-ph
Analysis of spiral arms using anisotropic wavelets: gas, dust and magnetic fields in M51
我们已经开发出一种技术，隔离细长的结构在银河系的图像，如螺旋臂，使用各向异性小波，并将其应用到地图的CO，红外和无线电连续发射的大设计的螺旋星系M51。确定了几个$\kpc$长的CO、红外线和无线电连续发射的脊之间的系统性移位，以及沿着螺旋臂的螺距角的几十度的大变化。我们发现两种类型的臂的极化无线电发射：一个有一个脊靠近脊的CO，具有类似的螺距角的CO和极化螺旋和定期磁场;另一个并不总是与CO臂和其螺距角不同的方向，其定期磁场。规则磁场脊、致密气体和温暖尘埃之间的偏移与螺旋密度波触发恒星形成的预期序列相一致，气体进入激波和巨大分子云形成之间的延迟为数千万年，云形成和年轻星团出现之间的间隔相似。在CO臂的位置处，规则磁场的取向与螺旋臂的螺旋角相同，但是远离气体臂，规则场的取向显著变化。螺旋激波压缩可以解释一种强极化射电辐射臂的产生，但另一种不同的机制可能是造成第二种极化臂的原因。
2006-09-28 astro-ph
Invariant manifolds as building blocks for the formation of spiral arms and rings in barred galaxies
我们提出了一个理论来解释形成的旋臂和所有类型的外环棒星系，扩展和应用的技术在天体力学计算转移轨道。因此，我们的理论是基于混沌轨道运动驱动的不变流形与双曲平衡点周围的周期轨道。特别是，旋臂和外环与异宿或同宿轨道的存在有关。因此，R1环与异宿轨道的存在相关联，而R1R2环与同宿轨道的存在相关联。然而，当既不存在异宿轨道也不存在同宿轨道时，会出现螺旋臂和R2环。我们研究了三个现实的，但简单的，棒星系模型的参数空间，并讨论了根据星系模型的属性的不同形态的形成。不同的形态来自于星系动力学参数的差异。
2008-01-22 astro-ph
Properties of disks and spiral arms along the Hubble sequence
本文给出了星系盘和旋臂性质与星系某些物理性质之间的一些新的统计相关。我们的研究结果表明，螺旋盘的厚度往往减少沿哈勃序列的意义上说，磁盘的Sc星系是40%薄的Sab-Sb星系的磁盘。此外，较薄的磁盘也往往是蓝色的。我们还发现，在每个哈勃类型中，HI线宽和臂图案之间存在相关性，这表明臂形状部分由星系的质量决定。总质量光度比和总质量表面密度也与俯仰角相关，即，对于具有较低表面密度和较低总质量光度比的盘，俯仰角倾向于较大。
2002-03-14 astro-ph
Tracing the spiral arms in IP Pegasi
我们报告的时间分辨光谱分析的IP飞马座在爆发与日食映射技术，调查的位置和所观察到的螺旋结构的几何形状。我们能够获得一个改进的视图的螺旋结构的光变曲线的援助下提取的速度箱匹配的螺旋臂的速度的观察范围结合双默认地图定制重建的不对称结构。双臂螺旋结构在所有的日食图中都可以清楚地看到。这些臂位于距盘中心不同的距离处。"蓝“臂（R= 0.55 +/- 0.05 R_{L1}）比”红“臂（R= 0.30 +/- 0.05 R_{L1}）更远离椎间盘。有证据表明，沿螺旋图案的发射气体的速度低于相同的圆盘半径的开普勒速度。外臂的差异较小（测量的速度比开普勒低10%-15%），而内臂的差异更为显著（观察到的速度比开普勒低40%）。我们从日食图的方位角强度分布中测量出螺旋的张开角为θ = 25 +/- 3度。在不同的爆发阶段的数据与类似的测量结果的比较表明，在IP Peg的螺旋臂的开口角减小，而爆发的吸积盘冷却和收缩，与潮汐驱动的螺旋波的预期演变。沿着螺旋图案的次开普勒速度和螺旋的张开角与爆发阶段之间的明确相关性有利于将这些不对称结构解释为潮汐引起的螺旋冲击。
2005-07-07 astro-ph
Simulations of spiral galaxies with an active potential: molecular cloud formation and gas dynamics
我们描述了模拟的气体盘的积极的螺旋潜力的响应。该势是由N体计算得到的，并导致了多臂的时间演化模式。气体形成了典型的大设计星系的长螺旋臂，尽管螺旋图案是不对称的。与具有一致的2/4臂模式的大设计螺旋星系的主要区别在于，气体通常不会穿过螺旋臂，而是落入发展中的潜在最小值，并且只有当局部最小值溶解时才会释放。在这种情况下，密度气体与螺旋势重合，而不是像大设计螺旋那样偏移。因此，我们认为螺旋激波和恒星形成之间没有偏移，也没有明显的共旋半径。当大块物质被剪断离开旋臂时，在大设计的螺旋中出现的刺，在这里报道的活跃的、随时间演变的螺旋中是罕见的。相反，当潜在的螺旋势由于N体动力学而溶解时，螺旋臂就会形成大的分支。我们发现，分子云质谱的活动潜力是类似的云在大设计计算，主要取决于环境压力，而不是潜在的性质。最大的分子云发生在螺旋臂碰撞时，而不是在螺旋臂内凝聚。
2008-01-23 astro-ph
Mass Extinctions and The Sun's Encounters with Spiral Arms
陆地化石记录表明，自前寒武纪以来，生物多样性的指数增长被大规模的灭绝所打断，间隔时间为4000万年至1.4亿年。这些大规模的灭绝代表了在较小事件和物种灭绝的自然过程背景下的极端情况。我们指出，提出来解释这些事件的非地球现象，如boloidal影响（白垩纪末灭绝的候选人），和附近的超新星，在太阳系的螺旋臂的遍历集体更有效。使用现有的最佳数据的位置和运动学的银河系螺旋结构（包括距离尺度和运动学的不确定性），我们提出的证据表明，臂交叉提供了一个可行的解释的时间大的approxitions。
1998-02-13 astro-ph
Star formation and Asymmetry in the spiral arms of M51-- Variable star formation caused by more than one spiral density wave
在M51的内部3 kpc，我们发现对数螺旋提供了很好的拟合，在分子气体中的CO（J=1-0）发射线沿螺旋臂的BIMA观察到的峰强度。然而，我们测量到星系一侧观察到的臂的位置和密度与另一侧的臂相比存在显着的不对称性。在1和2.2千秒差距的半径之间，在CO中追踪的气体分布是不平衡的，其中一个臂中的密度是另一个臂中的两倍。在同一区域，旋臂在旋转180度后，与星系另一侧的旋臂位置偏移20度。我们使用的比率的CO排放的Pa α氢复合线，以估计沿着每个arm. Except一个狭窄的区域，在约2kpc的恒星形成是令人惊讶的效率低下的恒星形成的效率，气体耗尽的时间约为2亿年，尽管在武器的分子气体密度的变化很大。我们用一个简单的模型解释了两个臂的双对称结构的偏差，该模型包括一个额外的三臂螺旋密度波。这个模型解释了一侧臂与另一侧臂之间的角度偏移，分子气体的不平衡分布，以及星系核东北部的臂间恒星形成。由于恒星形成效率不受气体密度变化的影响，而气体密度的变化可以通过一个额外的三臂密度波的存在来解释，我们认为恒星形成率是可变的，当两个螺旋密度波的最大值重合或相长相加时，恒星形成率最高。
2003-06-20 astro-ph
Magnetism in the spiral galaxy NGC 6946: magnetic arms, depolarization rings, dynamo modes and helical fields
我们在3 - 21厘米的五个射电波段上观测了旋涡星系NGC 6946的总强度和线偏振。在内部气体旋臂的内边缘，有序的磁场只受到轻微的压缩，并沿着气体旋臂平稳地旋转，因此磁场不会受到冲击，很可能与温暖的扩散气体相连。在较大的半径，两个明亮的磁臂之间的光学臂是可见的偏振强度。北磁臂的磁场几乎完全对齐。法拉第旋转措施（RM）在这些武器是一致的叠加两个低方位角发电机模式。在外星系中发现了另外三个磁臂，位于HI臂之间。由于强烈的法拉第去极化，该星系对18厘米和20厘米的偏振波不透明。退极化相对于主轴的大尺度不对称性可能是大尺度螺旋场的另一个指示。在20 cm处观察到的三个几乎为零偏振的退偏振环可能是由NGC 6946中300-500 pc大小的HII复合体的微分法拉第旋转产生的。- 在气体/光学螺旋臂中，总（主要是湍流）磁场被放大到\simeq 20 \muG。它的能量密度比电离气体的能量密度大\simeq 10倍，并且与内星系中湍流气体运动的能量密度相似。磁场能量超过了外星系的湍流能量。
2007-06-05 astro-ph
A New High Resolution CO Map of the inner 2.'5 of M51 I. Streaming Motions and Spiral Structure
欧文斯谷毫米阵列已被用于绘制大设计螺旋星系M51内部2 '.5的CO 1- 0发射，分辨率为2''-3''。分子旋臂以前所未有的清晰度显示出来：超大质量云复合物，巨分子缔合物，第一次沿着和垂直于旋臂被解析。主要复合物在两个主要臂中对称地彼此相对地发生。可以沿着M51的长轴和短轴详细研究流运动。流动速度非常大，为60-150 km/s。对于第一次，足够的分辨率，以解决在分子流运动的结构。我们的数据支持在M51的臂中存在星系激波。一般来说，跨旋臂的速度梯度比以前发现的要高2-10倍，它们沿旋臂的陡度不同，在大磁动势之间变得特别陡。陡峭的梯度在旋臂的几个区域造成强烈的反向剪切，因此，必须修改螺旋臂中的流动运动通常会减少剪切的概念。在SW臂上研究的三个GMA中，只有一个显示剪切力降低。我们发现NE分子臂在中心SE的25“半径处膨胀。这种增宽发生在内林德布拉德共振的NE臂结束之后。在分子螺旋臂结构中，半径为73“的分叉可能是由4/1超谐共振引起的气体二次压缩的证据。在ILR的半径内，我们检测到窄的（~ 5“）分子螺旋臂，可能与在同一区域发现的K带臂有关。我们发现的非圆形运动的证据，在内部20“这是一致的气体椭圆轨道上的酒吧。
1999-03-26 astro-ph
Atomic hydrogen in the spiral galaxy NGC 3631
介绍了螺旋星系NGC3631的高分辨率、高灵敏度WSRT HI合成观测结果。在总原子氢地图中，螺旋臂与臂间区域很好地区分开，而灵敏度允许在螺旋臂之间的区域的所有区域中检测HI，但只有少数隔离区域。大部分氢原子位于光盘内，但氢原子的氢原子密度（HI）延伸到约1. 5R_opt.HI沿着旋臂运动，从速度场可以识别出高达约15 km（投影）的流运动.假设17度的恒定倾斜角，则导出略微落在盘的外部的旋转曲线。剩余速度场的分析，减去轴对称模型的基础上的旋转曲线后得到的，证实了存在的流动运动附近的螺旋臂，否则不受干扰的光盘。
1996-12-13 astro-ph
The Galactic Distribution of Large HI Shells
我们报告发现十九个新的HI壳在南银河系平面调查（SGPS）。这些壳层的半径范围从40 pc到1 kpc，是在SGPS数据集的低分辨率Parkes部分发现的，覆盖了l=253 deg到l=358 deg的银河系。在这里，我们给出了单个壳层的性质，包括位置、物理尺寸、能量、质量和可能的关联。我们还研究了这些壳在银河系中的分布，发现有几个壳位于银河系的旋臂之间。我们提供了可能的解释，这种效果，特别是远离螺旋臂的密度梯度，加上许多代连续的恒星形成所需的创建大壳，可能会导致一个优先的位置上的螺旋臂的后缘壳。螺旋密度波理论用于推导螺旋臂后面的密度梯度的大小。我们发现，密度梯度远离旋臂是可比的银河平面，因此，这可能会导致夸张的壳膨胀远离旋臂和臂间区域。
2002-06-20 astro-ph
Cosmic Ray Diffusion from the Galactic Spiral Arms, Iron Meteorites, and a possible climatic connection?
我们建立了一个银河宇宙线（CR）扩散模型，同时考虑CR源主要存在于银河旋臂。我们发现到达太阳系的CR通量（CRF）在银河旋臂的每一个交叉点上都周期性地增加，我们在铁陨石的CR暴露年龄记录中寻找了这一信号，并证实了这一预测。然后，我们检查的假设，气候，特别是温度，是受CRF的程度，冰川可以诱导或完全阻碍可能的气候变化。我们发现，虽然在过去的Eon发生IAE的地质证据是不明确的，它似乎有一个非平凡的相关性与螺旋臂交叉-同意在周期和阶段。因此，一个更好的定时研究冰川可以确认这一结果作为一个解释的发生IAE或反驳CRF的气候联系。
2002-07-29 astro-ph physics.ao-ph physics.space-ph
