A Fundamental Plane of Spiral Structure in Disk Galaxies
螺旋结构是盘状星系最显著的特征，但关于哪种螺旋结构理论是正确的争论仍然存在。许多版本的密度波理论都要求俯仰角是由星系的凸起和盘中的质量分布唯一决定的。我们提出的证据表明，在磁盘星系的对数螺旋臂的俯仰角的切线强烈相关的中性原子氢在磁盘中的密度和中央恒星的星系的凸起质量。这三个量，当绘制对彼此，形成一个平面的关系，我们认为应该是根本的，我们的理解螺旋结构的盘星系。我们进一步认为，任何成功的螺旋结构理论必须能够解释这种关系。
2017-01-17 astro-ph.GA
Galactic Spiral Arms: Structure and Dynamics Given by an Equation of Motion
利用自引力暗条的运动方程，我们展示了星系旋臂是如何形成和维持的。我们发现，银河系的磁盘和自引力的臂（如方程所示）的组合的差异旋转导致旋转的螺旋结构。此外，通过这种分析，我们发现了一个第二微分方程，它明确地将这种螺旋结构与星系的旋转曲线联系起来-它连接了几个因素，包括螺旋形状和模式速度。我们还描述了一个简单的多体数值实验，支持我们的方法。研究结果与有关臂结构和旋转曲线（包括前臂结构）的观察证据一致。
2013-03-01 astro-ph.GA
Pitch Angle of Galactic Spiral Arms
表征盘状星系旋臂的关键参数之一是俯仰角，它测量了旋臂与星系旋转方向的倾斜度。为了研究旋臂的俯仰角与星系差动自转剪切率之间的关系，我们利用局域$N$ -体方法对纯恒星盘进行了数值模拟.结果表明，俯仰角随地震频率的增大而增大，随剪切速率的增大而减小，并得到了拟合公式。这种依赖性可以用摆动放大机制来解释。
2014-04-25 astro-ph.GA
The dynamics of spiral arms in pure stellar disks
人们一直认为，在纯恒星盘中的螺旋，特别是自发形成的螺旋，在几个星系旋转中由于恒星速度色散的增加而衰减。因此，一些冷却机制，例如星际介质的耗散效应，被认为是保持旋臂所必需的。在这里，我们表明，恒星盘可以保持几十个旋转没有冷却的帮助下，使用一系列高分辨率的三维$N$体模拟纯恒星盘的螺旋功能。我们发现，如果粒子的数量足够大，例如，$3\times 10^6$，多臂螺旋发展在一个孤立的磁盘可以生存超过10个陀螺仪。我们证实，有一个自我调节机制，保持螺旋臂的振幅。螺旋臂增加了圆盘的托姆雷$Q$，加热速率与螺旋的平方振幅相关。由于振幅本身受到$Q$值的限制，这使得动力学加热在演化的后期不那么有效。一个简单的分析论证表明，加热是由螺旋臂对恒星的引力散射引起的，而纯恒星盘中的自我调节机制可以有效地在宇宙学时间尺度上维持螺旋臂。在较小数量的颗粒的情况下，例如，$3\times 10^5$，螺旋臂在模拟开始时增长较快（而$Q$较小），并且它们导致$Q$快速增加。结果，旋臂在几个回转中变得微弱。
2011-03-05 astro-ph.GA
Synthetic HI observations of spiral structure in the outer disk in galaxies
在另一篇文章中，我们利用三维流体动力学模拟方法，根据明亮光学星盘中的自激整体螺旋模伴随着共转外的低振幅短拖尾波信号的图象，讨论了星系盘最外层区域的非轴对称密度波列的性质;在气体中，这种波列可以穿透外部林德布拉德共振并向外传播，形成突出的螺旋图案。在本文中，我们提出了合成的21厘米的速度地图，预计从模拟模型的外部气体盘，专注于当磁盘是由双臂螺旋图案为主的情况下，但也考虑到其他更复杂的情况。我们讨论了在我们的模拟中注意到的星系盘的气体外围的螺旋图案的某些方面，可能是有趣的，与具体观察到的情况进行比较。
2015-11-19 astro-ph.GA
Spiral Structures in an Embedded Protostellar Disk Driven by Envelope Accretion
流体动力学模拟表明，一对螺旋臂可以在快速成长的年轻恒星周围的盘中形成，并且当盘从周围的包层吸积材料时，这些臂在传输角动量方面至关重要。在这里，我们报告检测到一对对称的螺旋结构的原恒星盘，支持形成的螺旋臂在磁盘周围的形成恒星。HH 111 VLA 1源是一个年轻的I类源，嵌入在一个巨大的坠落原恒星包层中，正在积极地吸积，驱动着突出的HH 111喷流。先前的观测显示，在盘的外缘周围有一个激波发射环，这表明包层物质以很高的速度吸积到盘上。现在，通过ALMA对尘埃颗粒热辐射的观测，我们检测到一对从内部区域延伸到圆盘外缘的螺旋臂，与许多模拟中看到的相似。此外，该盘是巨大的，Toomre的Q参数在检测到螺旋结构的外部接近1，支持了包络吸积驱动外盘引力不稳定的观点。在我们的观测中，另一个源，HH 111 VLA 2，首次空间分辨，显示出一个直径约26 au的盘状结构和取向几乎正交的HH 111 VLA 1盘。
2019-09-06 astro-ph.GA
Global N-Body Simulation of Galactic Spiral Arms
星系旋臂的起源是天体物理学的基本问题之一。Toomre（1981）在局域分析的基础上提出了摆动放大机制，即恒星的前导波由于星系切变而旋转到拖尾波，自引力形成旋臂。螺旋臂的结构特征在于其数量和螺旋角。我们进行全球$N$体模拟的旋涡星系的螺旋结构的磁盘参数的依赖关系进行调查，并比较模拟结果与摆动放大模型。我们发现，螺旋结构的$N$体模拟同意与预测的摆动放大的参数范围很广。螺旋角随剪切速率的增加而减小，与圆盘质量分数无关。螺旋臂的数目随着剪切速率和圆盘质量分数的增加而减少。如果盘的质量分数是固定的，螺旋角的螺旋臂的数量增加。
2018-08-24 astro-ph.GA
Stellar metallicity variations across spiral arms in disk galaxies with multiple populations
这封信研究了在没有初始径向金属丰度梯度的情况下，螺旋星系盘中方位角金属丰度变化的形成。使用高分辨率的$N$体模拟，我们模拟复合恒星盘，由运动学冷和热的恒星星族，并研究其响应的旋臂扰动。我们发现，正如预期的那样，磁盘人口与不同的运动学响应不同的螺旋扰动，与动态冷却人口的趋势，以显示更大的分数贡献的螺旋臂比动态热人口。通过假设运动学和金属丰度之间的关系，即人口越热，金属越贫乏，这种对旋臂扰动的差分响应自然会导致模拟盘中恒星平均金属丰度的方位角变化。因此，螺旋星系中恒星平均金属丰度的方位角变化不一定是初始径向金属丰度梯度通过径向迁移而重塑的结果。它们确实也自然地出现在最初只有负的垂直金属丰度梯度的恒星盘中。
2018-01-26 astro-ph.GA
Spiral Structure Diversity in Milky Way Analogs from TNG50: The Role of Gas and Disk Dynamics
本研究基于TNG50模拟中的银河系类似体样本，首次系统分析了旋臂的形成与物理驱动机制，发现气体含量、盘的冷度与剪切共同调节旋臂增长，证实了密度波在宇宙学盘中的持续存在。
2025-10-29 astro-ph.GA
Magnetic Spiral Arms and Galactic Outflows
在一些旋涡星系的气体臂之间已经观察到了星系磁臂，它们的起源仍然不清楚。我们认为，磁旋臂可以自然地产生在臂间区域，因为银河喷泉流或风很可能是弱于臂。银河系外流导致两个抵消效应：小尺度磁螺旋度的消除，这有助于避免发电机的灾难性熄灭，以及大尺度磁场的平流，这抑制了发电机的行动。对于现实的银河系参数，净后果的外流更强的气体武器是更高的饱和大规模的场强在臂间区域相比，在武器。通过将相当现实的螺旋结构和进化模型纳入我们的发电机模型，可以产生磁臂和气体臂的交错图案。
2014-09-17 astro-ph.GA
Interplay between Stellar Spirals and the ISM in Galactic Disks
我们提出了一个新的动态图片银河恒星和气体螺旋，流体动力学模拟的基础上，在一个“活”恒星盘。我们特别关注在一个孤立的星系盘没有恒星酒吧的螺旋结构。使用高分辨率，3维N体/SPH模拟，我们发现，星系盘中的气体的螺旋特征是由本质上不同的机制从恒星密度波的星系激波。恒星旋臂和星际物质平均在任何半径的星系势中共转。与星系激波中的流运动不同，星际物质以不规则的运动进入局部势极小。这些气流汇聚在恒星螺旋底部附近形成致密的气体云/细丝，其整体结构类似于晚型螺旋星系中的尘埃带。恒星臂是不稳定的;它们被银河系的剪切力缠绕和拉伸，因此由于分叉或与其他臂合并，臂的局部密度在~ 1亿年的时间尺度上变化。这使得与恒星臂相关的气体螺旋不稳定。稠密气体云的组合最终分解成非环流运动的臂间区域。星团是由冷而致密的气体形成的，其年龄小于3000万年，它们大致与背景恒星旋臂相关，气体旋臂之间没有明显的空间偏移，年轻恒星的分布也不明显。
2011-04-07 astro-ph.GA
High Galactic latitude runaway stars as tracers of the spiral arms
由于我们位于银河平面的中间，直接观察银河系的螺旋结构受到了阻碍。我们提出了一种基于对银河系高纬度失控恒星诞生地分析的方法来绘制旋臂并确定其动力学。作为一个概念的证明，该方法被应用到本地样本的早期型星和样本的失控星，以获得估计的模式速度和螺旋臂的相位角。我们还估计了这种方法的性能，一旦盖亚收集的数据，特别是在银河系的另一边观察到的失控恒星，是可用的。
2013-02-04 astro-ph.GA
Strong suppression of star formation and spiral arm formation in disk galaxies with counter-rotating gas disks
银河系范围内的恒星形成可以通过许多物理过程来淬灭，例如环境效应（例如，冲压压力剥离）和超新星反馈。使用数值模拟，我们在这里证明，恒星的形成可以严重抑制盘星系与他们的气体盘相对于他们的恒星盘反向旋转。这种新的恒星形成抑制（或淬火）机制并不那么强烈地依赖于盘星系的模型参数，如膨胀盘比和气体质量分数。这种对恒星形成的严重抑制很大程度上是由于气体密度增强机制的抑制，即具有反向旋转气体的盘星系中螺旋臂的形成。我们的模拟还表明，在具有反向旋转气体盘的盘星系中，恒星形成可以相当缓慢地消耗分子氢和尘埃（即，长的气体耗尽时间尺度）。基于这些结果，我们认为，螺旋星系和S0星系的气体密度可以有相当低的恒星形成率的反旋转。此外，我们认为，一小部分的S0星系没有突出的旋臂，因为他们有一个较高的分数的反旋转气体。我们预测，poststarburst E+A盘星系的冷气可能有反旋转的气体。
2017-08-30 astro-ph.GA
Interplay of CR-driven galactic wind, magnetic field, and galactic dynamo in spiral galaxies
从我们对不同哈勃类型和恒星形成率（SFR）的螺旋星系的磁场强度和大尺度图案的射电观测中，我们得出结论：尽管盘中的高SFR增加了盘和晕中的总磁场强度，但SFR并不改变全球场的结构，也不影响射电辐射的全球尺度高度。相似的尺度高度表明，总磁场调节银河风的速度。银河风本身可能是一个有效的发电机行动所必不可少的。
2009-01-07 astro-ph.GA
Spirals in galaxies
长期以来，人们一直认为星系中的螺旋是由圆盘中恒星成分的引力不稳定性引起的，但事实证明，辨别精确的机制是难以捉摸的。潮汐的相互作用，也许还有磁棒，可能会引起一些螺旋反应，但许多星系中的螺旋必须是自激的。我们综述了有关的观测数据和磁盘动力学理论的方面。孤立盘星系模拟中重复出现的螺旋图案的起源最近变得清晰起来，并且在真实星系中可能是相同的机制，尽管很难获得证实这一假设的证据。由于短暂的螺旋活动增加了随机运动，这些图案必须随着时间的推移而消失，除非圆盘还包含耗散气体成分。持续的螺旋活动以其他方式改变了盘的结构：减少金属丰度梯度和平坦化旋转曲线是两个最重要的。星系中绝大多数的螺旋都有两重或三重的旋转对称性，这表明冷而薄的盘是有质量的。在模拟晕主导的磁盘中，螺旋反而表现出许多臂，因此无法捕获预期的完整螺旋驱动的进化。最后，我们确定了需要进一步开展工作的领域。
2022-03-21 astro-ph.GA
Swing Amplification of Galactic Spiral Arms: Phase Synchronization of Stellar Epicycle Motion
我们重新讨论了Toomre（1981）提出的星系旋臂摆动放大模型。详细推导了微扰方程，并研究了恒星螺线的放大过程。我们发现摆动放大的基本过程是恒星运动的相位同步。不管初始的震中相位如何，螺旋中恒星的震中相位在放大过程中是同步的。基于相位同步，我们解释了螺旋线的螺距角对震中频率的依赖关系。我们找到了放大最大的螺旋模式，并计算了它的螺距角，波长和放大因子，这与Julian和Toomre（1966）基于Boltzmann方程的更严格的模型所获得的结果一致。
2016-04-11 astro-ph.GA
The Galactic disc phase spirals at different Galactic positions revealed by Gaia and LAMOST data
我们用一个盖亚和盖亚-LAMOST恒星样本研究了恒星方位角和径向速度分量$V_Φ$和$V_{R}$在横跨$6.34 \lesssim R \lesssim 12.34$、kpc和$|Φ| \lesssim 7.5^{\circ}$银盘的垂直位置-速度平面$Z$ - $V_{Z}$中的分布。在以前的作品中发现，分布表现出显着的螺旋图案。的$V_{R}$分布也显示出明确的四极图案，这是众所周知的速度椭球体倾斜的后果。所观察到的螺旋和四极图案在相空间平面上变化强烈的径向和方位角的位置。随着$R$的增加，$V_Φ$的相位螺旋变得越来越松弛。$V_Φ$和$V_{R}$的螺旋模式以及$V_{R}$的四极模式在$-2^{\circ} < Φ< 2^{\circ}$处最强，但在$4^{\circ} < Φ< 6^{\circ}$和$-6^{\circ} < Φ< -4^{\circ}$处可忽略不计。我们的研究结果表明，外部起源的相位螺旋。在这种情况下，入侵者，最有可能是以前著名的人马座矮星系，穿过银河系平面的方向要么是银河系中心，要么是反中心。相位螺旋的方位角变化也有助于我们限制入侵者的通过时间。需要一个详细的模型来再现观测到的$V_Φ$和$V_{R}$相位螺旋的径向和方位角变化。
2019-03-24 astro-ph.GA
Disk-stability constraints on the number of arms in spiral galaxies
本文提出了一个基于盘稳定性判据的模型，用于确定由Hernquist模型描述的具有指数盘、球和暗晕的一般盘星系的旋臂数目。螺旋结构的多重旋转对称性可以在已知星系的结构特性（如圆速度曲线和盘表面亮度）后进行分析评估。通过改变盘的质量，这些模型的目的是在不同的临界长度尺度参数的磁盘，并导致不同的螺旋形态与以前的模型。以前的研究基于摆动放大和盘稳定性已经被应用到限制盘星系的质光比。这种形式主义提供了一个分析表达式，以估计预期的武器数量的摆动放大，使其应用程序直接到大型调查。它可以被用来预测银河系中的臂数作为半径的函数，并限制盘星系的质光比，其中光度和运动学测量是可用的，如在银河系质量巡天。因此，根据正在进行和即将进行的调查，可以推断出盘状星系内部的总质量的晕贡献。
2015-07-02 astro-ph.GA
Recent Formation of a Spiral Disk Hosting Progenitor Globular Clusters at the center of the Perseus Brightest Cluster Galaxy: I. Spiral Disk
我们讨论了NGC 1275中心螺旋盘的性质和起源，NGC 1275是英仙座星系团中心的巨型椭圆星系，半径为$\sim$ $5\,\rm kpc$。通过比较长缝光谱中测量的恒星吸收线与单个恒星种群的合成光谱，我们发现这些线的拟合需要两个恒星种群：（i）非常年轻的群体，其径向速度在核的$\sim$ $720\,\rm pc$的半径内的系统速度的$\pm 250 {\rm \, km \, s^{-1}}$处达到峰值，$1\,σ$速度分散显著低于$140 {\rm \, km \, s^{-1}}$，和年龄$0.15 \pm 0.05 \rm\,Gyr$ ;和（ii）一个非常老的人口具有恒定的径向速度与半径对应的系统速度，一个更广泛的速度分散的$\sim$ $250 {\rm \, km \, s^{-1}}$，和一个年龄约$10\,\rm Gyr$。我们将前者归因于与螺旋盘相关的星爆后星群，而后者则归因于沿着同一视线的NGC 1275的主要恒星体。如果这个螺旋盘是一个被蚕食的星系的残余，那么它的前身就必须在强烈的冲压压力剥离下保留大量的气体，以形成总初始质量为$\sim 3 \times 10^9 \,M_\odot$的恒星。更有可能的是，中央螺旋最初是由一个气体体组成，它是在遥远的过去从残余冷却流中吸积而成的，然后在$0.15\,\rm Gyr$之前经历了一次恒星暴，形成了它的恒星体…
2022-03-08 astro-ph.GA
Planetary Nebulae in Face-On Spiral Galaxies. III. Planetary Nebula Kinematics and Disk Mass
我们对暗物质晕的理解大多来自于螺旋盘的质光比（M/L）是常数的假设。检验这一假设的最好方法是通过古老盘星的运动学直接测量盘表面质量密度。为此，我们使用行星状星云（PNe）作为测试粒子，测量了附近五个低倾角旋涡星系IC 342、M74（NGC 628）、M83（NGC 5236）、M94（NGC 4736）和M101（NGC 5457）的垂直速度色散（sigma_z）。通过用HI映射星系自转和用周转近似从视线色散中提取sigma_z，我们发现，除了M101外，我们的星系盘在~3个光学标度长度范围内都有一个常数M/L。然而，一旦超出这个半径，sigma_z就停止下降，并与半径持平。这种行为的可能解释包括增加磁盘的质量-光比，增加厚磁盘的重要性，并加热薄磁盘晕子结构。我们还发现，磁盘的早期类型的螺旋有较高的值的M/L和更接近最大比磁盘的后期类型的螺旋，这些系统看不见的内晕更好地符合伪等温定律比NFW模型。
2009-10-01 astro-ph.GA
Revisiting Galactic disk and spiral arms using open clusters
本研究基于后-Gaia时代最大疏散星团表，利用星团物理参数与3D运动学信息绘制银河系旋臂结构，证实旋臂的瞬态性质，并测得太阳偏移量与标度高。
2023-09-06 astro-ph.GA
The Contribution of Spiral Arms to the Thick Disk along the Hubble Sequence
第一个解释银河系厚盘存在的机制是旋臂。最新的研究发现了其他几种可能性，它们似乎可以更好地解释银河系的这一组成部分。所有这些过程在不同类型的星系中产生的影响肯定不同，但每一个过程的贡献还没有直接量化。在这项工作中，我们提出了第一个全面的研究的螺旋臂在厚盘的形成中的作用，从早期到晚型盘星系，在试图描述和量化这种特定的机制在银河系的潜力。为此，我们进行了数值模拟的测试粒子在一个三维的螺旋星系的正常螺旋星系（从早期到晚期类型）的潜力。通过改变旋臂的参数，我们发现在某些情况下，恒星盘的垂直加热变得非常重要，并且强烈地依赖于星系的形态、俯仰角、旋臂的质量和旋臂的速度。星系类型越晚，对盘加热的影响越大。研究表明，引起垂直加热的物理机制不同于简单的共振激发。螺旋图案诱导的混沌行为不一定与共振，但直接散射盘星，这导致速度色散的增加。我们将这项研究应用于银河系的具体例子，为此我们还增加了一个包括银河系棒的实验。从这项研究中，我们推断，螺旋臂的牛奶路一样的潜力，对磁盘的动态垂直加热的影响是可以忽略不计的，不像后来的星系潜力磁盘。
2015-01-30 astro-ph.GA
Spiral-Induced Star Formation in the Outer Disks of Galaxies
星系盘的外部区域受到越来越多的关注，因为GALEX的紫外线观测表明，近30%的星系的紫外线辐射超过其光学范围，表明恒星形成活动。这些星系被称为扩展紫外（XUV）盘。在这里，我们解决这些意见是否矛盾的气体表面密度阈值推断从星系的Halpha径向配置文件的恒星形成。我们运行平滑粒子流体动力学模拟孤立的盘星系与基准恒星形成处方，并表明，由于螺旋结构的存在下，过密度可以诱导恒星形成在扩展的气体盘。为了与观测结果直接比较，我们使用三维辐射转移程序日出模拟FUV和K_s波段图像。我们发现，归类为I型XUV盘的星系是螺旋图案的自然结果，但我们无法复制II型XUV盘。我们还比较了我们的研究结果的Kennicutt-Schmidt关系在外盘。
2010-03-29 astro-ph.GA
First Detection of A Linear Structure in the Midplane of the Young HH 211 Protostellar Disk: A Spiral Arm?
利用ALMA在HH 211年轻原恒星盘中首次探测到中平面内的线性结构，并将其建模为盘引力激发的拖尾旋臂，表明旋涡结构可在原恒星盘极早期形成并驱动吸积。
2023-06-06 astro-ph.GA
Nexae in caverna: the secular evolution of disks via collectively excited, transient spiral structure
Universiteit Gent（根特大学）
本文提出一个自洽的理论框架，通过集体激发的短暂螺旋结构与盘的 secular 动力学演化耦合，揭示非共振螺旋激发机制及其对盘结构的长期影响。
2026-08-20 astro-ph.GA
Star formation in disk galaxies and its relation with spiral structure in numerical simulations
旋涡星系的旋涡结构可以通过不同的观测示踪物来观察，例如星际介质中的尘埃、电离区的自由电子、分子气体或Hα区的氢原子。在这项工作中，我们使用一个N体模拟与磁流体动力学（MHD）研究的螺旋图案和恒星形成活动的气体成分的盘状星系。我们解决的一些问题包括：如何通过气体的不同性质观察星系？当我们用气体的不同性质来追踪星系时，星系的螺旋结构会改变吗？模拟中的旋臂是否会根据我们“查看”的属性改变其形状和宽度？我们能以某种方式模拟手臂的形状来测量它们的宽度吗？这种模式适用于所有的房地产吗？为了回答这些问题，我们开发了一种方法来识别和提取的螺旋结构的盘星系。利用这一过程的结果，我们进一步研究了螺旋图案的特征，通过气体的不同性质，特别注意恒星形成活动，以及它如何沿着和穿过螺旋结构。
2022-04-18 astro-ph.GA
Dynamical Imprint of Dark Matter Halo and Interstellar Gas on Spiral Structure in Disk Galaxies
本论文通过理论模拟和数值计算研究了盘星系的两种结构成分，即暗物质晕和星际气体对盘星系螺旋结构的起源和持久性问题的动力学作用。这些研究是在两种著名的产生旋臂的范式下进行的，即密度波理论和摆动放大产生的小尺度物质臂。银河系盘的基本理论模型涉及引力耦合的两个组件系统（恒星和气体）嵌入在一个刚性和非响应暗物质晕。论文的第一部分研究了低表面亮度（LSB）矮星系和某些具有扩展HI盘的不规则星系中暗物质晕对小尺度螺旋结构的动力学影响。在这两种情况下，旋转曲线被发现是占主导地位的贡献的暗物质晕在一个大的径向距离，从内部地区的星系。论文的下一部分研究了星际气体对盘状星系螺旋结构的持久性和图案速度的可能影响。论文的最后一部分研究了暗物质晕对大尺度螺旋结构的动力学影响。在本文中，暗物质晕和星际物质对旋臂的起源和持久性问题具有相反的动力学效应。暗物质晕抑制了盘状星系中的小尺度和大尺度螺旋不稳定性，这些盘状星系在动力学上由来自最内部区域的暗物质晕主导。另一方面，星际气体帮助旋臂存活更长的时间尺度（几十亿年）。
2018-07-02 astro-ph.GA
A Search for double-lobed radio emission from Galactic Stars and Spiral Galaxies
我们提出了一个系统的搜索两种类型的非常不寻常的天文物体：银河系恒星和螺旋星系的双射电瓣，即无线电发射的光学对象的相对两侧，这表明喷射从他们。我们设计了一种算法，从斯隆数字巡天的878，031颗银河系恒星和最近文献中的675，874个螺旋星系候选者中搜索跨越物体的射电源对。我们发现了三个新的双叶射电星的例子，而对于螺旋星系，我们只重新发现了一个已知的双源，证实了后者的对象是极其罕见的。
2016-10-08 astro-ph.GA
Coherent Stellar Motion in Galactic Spiral Arms by Swing Amplification
我们进行了盘状星系的局域$N$体模拟，并研究了旋臂的演化。计算了旋臂面密度的时间自相关性，发现典型的演化时间尺度可用地震周期来描述。我们研究了恒星轨道根数的分布，发现在旋臂中恒星的震中运动是同相的，而导引中心的空间分布几乎是均匀的。这些事实清楚地表明，震中运动的相位同步发生，这是理论上预测的摆动放大。
2020-05-15 astro-ph.GA
Strong spiral arms drive secular growth of pseudo bulges in disk galaxies
螺旋驱动的不稳定性可能会驱动气体流入，以加强盘状星系中心恒星的形成。我们使用斯隆数字巡天（SDSS）在2779个附近的无棒恒星形成的主序星旋涡星系的样本调查这一假设。螺旋臂的强度通过其相对于轴对称盘的平均傅立叶振幅来量化。由SDSS谱导出了中心1 - 3，kpc区的恒星形成性质。我们发现，具有较强的螺旋臂的星系不仅往往有更强烈的中央特定的恒星形成率（sSFR），更大的巴耳末吸收线指数，和较低的4000-ε break强度，但也有增强的中央sSFR相对于整个星系测量的sSFR。这种联系与红移、恒星质量、表面密度和浓度无关。缺乏证据表明强旋臂与相当一部分星暴或星暴后星系有关，这意味着螺旋诱导的中心恒星形成可能是连续的而不是突发的。我们还表明，更强的螺旋臂往往有一个增加的比例的伪凸起，一个相对不变的比例的恒星形成的经典凸起，和一个减少的比例淬火的经典凸起。此外，星系托管伪隆起的浓度温和地增加与更强大的螺旋臂，这意味着螺旋帮助伪隆起的增长。螺旋和凸起类型之间的联系部分归因于经典凸起对螺旋的抑制，部分归因于螺旋驱动的中心恒星形成的增强。我们解释了我们的结果在图片中，螺旋臂运输冷气体向内触发连续的中央恒星形成，这有利于建立伪凸起。因此，螺旋臂在盘状星系的长期演化中起着一定的作用。
2022-02-14 astro-ph.GA
Star formation in Galactic spiral arms and the inter-arm regions
通过银道面l = 37.83度和l = 42.50度之间的视线允许将银河环巡天分子云分成落入旋臂和位于旋臂间区域的分子云。通过将这些云的位置和速度与Bolocam银河平面调查在mm连续体中检测到的密集团块相匹配，我们能够寻找团块形成效率（CFE）的变化，团块与云质量的比率，与银河系环境。我们没有发现任何证据表明，沿这条视线的臂间和螺旋臂区域之间的CFE有任何差异。这进一步证明，在银河系中心区域之外，银河系的大尺度结构在改变分子云内致密的、潜在的恒星形成结构方面几乎没有发挥作用。
2013-02-12 astro-ph.GA
Measurement of Galactic Logarithmic Spiral Arm Pitch Angle Using Two-Dimensional Fast Fourier Transform Decomposition
对数螺线是大多数观测到的星系中出现的一个突出特征。这一特征一直与传统的哈勃分类方案相关联，但历史上对螺旋星系俯仰角的引用几乎完全是定性的。我们已经开发了一种方法，利用二维快速傅立叶变换的螺旋星系的图像，以隔离和测量的螺旋臂的俯仰角。我们的技术提供了一种定量的方法来测量这种形态特征。这将允许螺旋星系的螺距角与其他星系参数进行比较，并测试螺旋臂成因理论。在这项工作中，我们详细介绍了我们的图像处理和分析的螺旋星系图像，并讨论了我们的分析技术的鲁棒性。
2012-05-29 astro-ph.GA
The phase spiral's origin and evolution: indications from its varying properties across the Milky Way disk
本文利用 Gaia 自行与视向速度样本绘制高分辨率相位螺旋图，发现其缠绕和旋转相位在银盘上平滑且近均匀，支持其源于一次或多次全局扰动。
2025-07-25 astro-ph.GA
On the possibility of determining the distance to the Galactic center from the geometry of spiral arm segments
本文提出了一种由旋臂段的几何形状确定太阳银心距$R_0$的新方法。几何方面的问题进行了分析和简化的三点方法估计$R_0$从对象中的螺旋段的开发，以测试所提出的方法。将该方法应用于具有测量三角波宽的脉泽，得到了$R_0 = 8.44 \pm 0.45$ kpc的估计值，并分析了螺旋段估计$R_0$的统计特性。
2016-04-18 astro-ph.GA
Spiral arms, warping, and clumps formation in the Galactic center young stellar disk
银河系银河系的中心有一个巨大的黑洞（BH），由年轻和年老的恒星组成。很大一部分最年轻的恒星（$\sim4-7$ Myr）居住在一个薄的恒星盘中，具有令人费解的性质;盘似乎是弯曲的，显示出不对称性，并包含一个或多个星团结构（例如IRS 13）。解释聚集的模型援引了$10^{3}-10^{4}$ M $_{\odot}$的中等质量BH的存在，但没有发现这样一个BH的运动学证据。在这里，我们使用扩展的$N$体模拟和混合自洽场方法模型来表明，自然形成的宿主核星团的剩余时间非球面性引起盘上的扭矩，这导致其方向随时间的变化，以及单螺旋臂（$m=1$模式）结构的反复形成和溶解。方向的改变导致了盘的类似拍打的行为，并导致了翘曲盘结构的形成。旋臂可以解释盘中的超密度（聚集）及其观察到的不对称性，而不需要调用中间质量BH的存在。旋臂对整个盘的演化也很重要，可以用来限制核星团的结构和组成。
2018-01-31 astro-ph.GA
The most ancient spiral galaxy: a 2.6-Gyr-old disk with a tranquil velocity field
报道了引力透镜旋涡星系A1689 B11在红移$z=2.54$处的积分场光谱观测结果。它是迄今为止发现的最古老的螺旋星系，也是在$z\gtrsim2$发现的第二个运动学证实的螺旋星系。由于引力透镜，这也是迄今为止在哈勃序列即将出现的宇宙时间内对螺旋星系进行的最深的IFS观测，具有最高的空间分辨率（$\sim$ 400 pc）。在修正了7.2 $\pm$ 0.8的透镜放大率后，这个原始的螺旋盘的内在恒星形成速率为22 $\pm$ 2 $M_{\odot}$ yr $^{-1}$，恒星质量为10 $^{9.8 \pm 0.3}$ $M_{\odot}$，半光半径为$r_{1/2}=2.6 \pm 0.7$ kpc，是典型的主序星形成（SF）星系，位于$z\sim2$。然而，Hα运动学显示出一个令人惊讶的平静的速度场，具有有序的旋转（$V_{\rm c}$ = 200 $\pm$ 12 km/s）和均匀的小速度分散（$V_{\rm σ, mean}$ = 23 $\pm$ 4 km/s和$V_{\rm σ, outer-disk}$ = 15 $\pm$ 2 km/s）。低气体速度弥散类似于本地螺旋星系，并与经典的密度波理论相一致，其中螺旋臂形成于动态冷而薄的磁盘中。我们推测A1689 B11属于位于$z\gtrsim2$的一群罕见的螺旋星系，这标志着薄盘的形成时代。JWST的未来观测将…
2017-10-30 astro-ph.GA
Properties of the outer regions of spiral disks: abundances, colors and ages
我们总结了从我们的螺旋盘的化学演化模型套件，计算不同的总质量和恒星形成效率的结果。一旦气体，恒星和恒星形成的径向分布再现，我们分析的气体和恒星的氧丰度径向配置文件，除了恒星的平均年龄和全球金属丰度。我们研究的方案的潜在起源的明显平坦的丰度梯度在外围的盘星系，特别是分子气体形成处方的作用。
2016-07-21 astro-ph.GA
Geometric Aspects and Testing of the Galactic Center Distance Determination from Spiral Arm Segments
我们考虑的问题，确定几何参数的银河螺旋臂从其部分，包括距离螺旋极，即，到银河系中心的距离（$R_0$）。关于属于对数螺线的一圈的点的数目和将这个螺线定义为几何图形的问题，已经通过假设已知螺线极点（到银河系中心）的方向，用数值和解析的方法进行了研究。基于所获得的结果，在努力测试的新方法，我们已经构建了一个简化的方法来解决这个问题，包括在寻找中位数的值为每个参数从所有可能的三元组的对象在螺旋臂段满足条件的对象之间的角距离。将该方法应用于英仙座和盾牌座臂脉泽空间分布的数据（Reid等人（2014年）的目录），得出了$R_0 = 8.8 \pm 0.5$ kpc的估计值。用同一星表的脉泽测定了五个旋臂段的参数。我们已经证实了螺旋臂在螺旋角上的差异。脉泽所揭示的臂的俯仰角通常与$R_0$相关，因为$R_0$的增加导致俯仰角的绝对值增加。
2018-02-13 astro-ph.GA
Elementary Process of Galactic Spiral Arm Formation: Phase Synchronization of Epicyclic Motion by Gravitational Scattering
摆动放大是盘状星系旋臂形成的一种模式。以前的$N$天体模拟表明，旋臂中恒星的震中相位是同步的。然而，相位同步的基本过程并没有得到很好的理解。为了研究相位同步，我们调查的轨道演化的恒星由于引力散射的摄动下epicpherical近似及其依赖于轨道要素和磁盘参数。我们发现微扰的引力散射可以引起恒星轨道的相位同步。当恒星的初始地震振幅较小，星系盘的剪切速率较大时，地震相位同步性较好。恒星的垂直运动不影响相位同步。相位同步形成拖尾密集区，其可能对应于旋臂。
2021-05-06 astro-ph.GA
Analysis of the spiral structure in a simulated galaxy
我们分析的螺旋结构，结果在一个星系盘恒星和气体成分的数值模拟演变的潜力，包括轴对称的晕和凸起。我们在没有气体成分的情况下进行第二次模拟，以观察它如何影响盘中的螺旋结构。为了量化这一点，我们使用傅立叶分析，并获得值的螺距角和速度的自激螺旋图案的磁盘。结果表明，在模拟中与气体成分更紧密的螺旋。螺旋结构与波的叠加一致，每个波在给定的径向范围内具有恒定的模式速度。
2014-08-15 astro-ph.GA
Galaxy Flybys: Evolution of the Bulge, Disk, and Spiral Arms
在低红移宇宙中，星系飞掠和合并一样常见，并且对星系演化很重要，因为它们涉及大量质量和能量的交换。在这项研究中，我们调查的影响，轻微的飞掠对银河系质量星系的两种类型的凸起-经典的凸起和四四方方/花生状pseudobulges的凸起，磁盘和螺旋臂。我们的N体模拟包括两个质量比为10：1和5：1的盘星系，其中星系盘位于其轨道平面内，并且近心距离不同。我们进行了光度和运动学的膨胀盘分解在定期的时间步长和跟踪的磁盘大小，螺旋结构，膨胀sersic指数，膨胀质量和膨胀角动量的演变。我们的研究结果表明，对磁盘的主要影响是磁盘增厚，这是被看作是在磁盘的比例规模的高度，规模半径的增加。螺旋结构A2/A0的强度表现出小的振荡的平均时变振幅的pseudoclull宿主星系。飞掠对非旋转的经典核球没有显著影响，这表明这些核球在星系相互作用中是非常稳定的。然而，伪隆起在飞掠中动态地变得更热，这表明飞掠可能在加速盘状星系的长期演化中起着重要作用。对伪凸起的这种影响是它们作为杆的一部分的旋转性质的结果。此外，飞越不影响时间和强度的酒吧屈曲。
2021-06-15 astro-ph.GA
Re-determining the Galactic spiral density wave parameters from data on masers with trigonometric parallaxes
银河系螺旋波的参数重新确定使用修改的周期图（频谱）分析的58个脉泽与已知的三角函数松弛，自行，和线的网站速度的银河系中心径向速度。脉泽跨越了一个广泛的银河系中心距离，$3<$ R $<14$ kpc，这与一个大的分散的位置角$θ$这些对象在银河平面XY，需要一个准确的帐户的对数依赖的螺旋波扰动的银河系中心距离和位置角。探测到对应于螺旋密度波的周期信号，其波长为$λ=2.4 \pm 0.4$ kpc，波扰动的峰值速度为$f_R=7.5 \pm 1.5$ km s $^{-1}$，太阳在密度波中的相位为$χ_\odot=-160 \pm 15^\circ$，螺距角为$-5.5 \pm 1^\circ$。
2013-04-19 astro-ph.GA
Dwarf irregular galaxies with extended HI gas disks: Suppression of small-scale spiral structure by dark matter halo
具有扩展的HI盘分布的矮不规则星系，如DDO 154，允许测量旋转曲线，因此推导出大径向距离的暗物质晕特性，高达光学半径的几倍。这些星系包含一个巨大的暗物质晕库，它占据了盘的大部分。我们研究了暗物质晕对小尺度螺旋特征的影响，通过对5个晚型、富气矮不规则星系，即DDO 154、NGC 3741、DDO 43、NGC 2366和DDO 168的盘进行局部非轴对称扰动分析，这些星系都具有致密致密的暗物质晕。我们发现，当单独处理的气体盘，它允许一个有限的摆动放大，这将导致在外部气体盘的小尺度螺旋结构，但添加暗物质晕的分析结果在一个更高的Toomre Q参数，几乎完全阻止放大。这种趋势在光学半径内的区域也是如此。这意味着在这些星系中没有强大的小尺度螺旋臂，这与观测结果一致。因此，尽管富含气体，并且实际上以气体作为主要的重子成分，这些星系不能支持小尺度的螺旋结构，否则将在正常的富含气体的星系中被预期。
2018-03-06 astro-ph.GA
Spiral morphology in an intensely star-forming disk galaxy more than 12 billion years ago
旋涡星系有独特的内部结构，包括恒星核球、盘和旋臂。在宇宙历史中，这些结构是何时形成的是未知的。我们分析了BRI 1335-0417的观测结果，这是遥远宇宙中一个强烈的恒星形成星系，红移为4.41。[C II]气体的运动学显示，在星系中心附近速度急剧上升，并有一个双臂螺旋形态，半径约为2至5千秒差距。我们解释这些功能是由于一个中央紧凑的结构，如隆起，旋转气体盘和螺旋臂或潮汐尾。这些特征是在大爆炸后的14亿年内形成的，远在宇宙恒星形成的顶峰之前。
2021-08-04 astro-ph.GA
Why Are Some Optically Red Spirals NUV-r Blue?
Tianjin Astrophysics Center, Tianjin Normal University（天津师范大学天体物理中心）；School of Astronomy and Space Science, Nanjing University（南京大学天文与空间科学学院）；Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics (Nanjing University), Ministry of Education（教育部现代天文与天体物理重点实验室（南京大学））；National Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）
研究通过比较SDSS和GALEX数据，发现NUV-r蓝螺旋星系外盘更大，且环境暗示其可能通过合并或吸积气体形成新恒星。
2026-03-18 astro-ph.GA
Gravitational Instability of Gas-Dust Circumnuclear Disks in Galaxies
我们用数值方法研究了在邻近星系的环核气体小圆盘中观察到的多臂螺旋结构的起源。我们表明，在这样的磁盘和它的相互作用与引力稳定的气体成分的尘埃的存在下，导致发展的多臂螺旋结构。作为一个具体例子，我们研究了星系NGC 4736迷你盘中多臂螺旋图案的形成，并获得了其旋转和密度分布的观测数据。我们发现，当NGC 4736的气尘比为5%-20%时，其稳定的气体小盘中会生长出多臂螺旋结构。我们还表明，与粉尘浓度，发展的不稳定性的重要因素是尘埃颗粒的大小。当颗粒尺寸大于1 μ m时，稳定气盘中出现非线性多臂螺旋斑图。如果未来的观测证实在星系的迷你盘中存在大量的尘埃，这将确定其中多臂螺旋结构的形成机制。
2023-03-09 astro-ph.GA
Origin of the two-armed vertical phase-spiral in the inner Galactic disk
该研究解释Gaia发现的内盘双臂垂直相空间螺旋，提出周期性与随机扰动在垂直共振处共同作用，可形成稳定旋转而非依赖短寿命瞬态扰动的螺旋。
2025-10-15 astro-ph.GA
Spiral structure of the Milky Way galaxy: observations and theoretical predictions
利用银河系各子系统的运动学性质和密度分布的观测数据，建立了银河系盘的多分量平衡模型。使用无碰撞气体数值模拟的磁盘的动力学进行了研究。在大约一个陀螺之后，一个突出的中央棒形成，其半轴约为3千秒差距。在中心区域之外，发展出多臂螺旋图案，其特征在于m=2、3和4臂螺旋图案的叠加。在我们的模拟中，螺旋结构和酒吧至少存在3 Gyr。银河系盘中棒的存在对银河系各子系统的密度分布有严格的限制，我们发现当盘表面密度分布的径向尺度长度大于2.6kpc时，棒不会形成。类似地，在具有大质量和紧凑的恒星凸起的模型中，银河系盘中的酒吧的形成被抑制。如果未来的GAIA观测证实银河系圆盘中存在着三四臂螺旋图案，这将证明银河系圆盘中螺旋图案的长期存在。
2019-12-16 astro-ph.GA
The Relationship Between the Dense Neutral and Diffuse Ionized Gas in the Thick Disks of Two Edge-On Spiral Galaxies
我们目前的高分辨率，光学图像（BVI + H α）的多相星际介质（ISM）的厚盘的边缘上的螺旋星系NGC 4013和NGC 4302。我们从哈勃太空望远镜、大双筒望远镜和WIYN 3.5米望远镜获得的图像显示，在z~2 - 2.5 kpc范围内有大量的尘埃吸收。这些尘埃厚盘结构中的许多都具有让人想起银河系盘中分子云的特征。我们的Halpha图像显示，这些星系中的面外弥漫电离气体（DIG）主要是由一个光滑的，弥漫的成分。尘埃吸收的强衍射形态在光滑分布的H α发射中没有对应物。我们认为，厚盘DIG和含尘细丝跟踪物理上不同的阶段的厚盘ISM，后者跟踪一个密集的，温暖或寒冷的中性介质。螺旋星系厚盘中的致密尘埃物质主要是通过大质量恒星的能量反馈从薄盘中喷射出来的物质。气体的高密度可能是会聚气流的结果。这种致密的物质为厚盘恒星的形成提供了燃料，厚盘H II区的存在就是证明。
2013-01-02 astro-ph.GA
Galactic Spiral Patterns and Dynamo Action II: Asymptotic Solutions
Chamandy et al.（2013，以下简称Paper I）通过数值模拟开始了对受星系螺旋图案影响的平均场星系发电机的探索，在这里继续进行渐近解。所用的平均场发电机模型推广了标准理论，包括平均电动势对平均磁场和湍流参数变化的延迟响应（时间非局域性或τ效应）。所考虑的螺旋模式对发电机的影响是螺旋形区域（可能与气体螺旋臂重叠或位于臂间区域）中α效应的增强。平均磁场的轴对称和受控非轴对称模式进行了半解析研究，以澄清和加强数值结果。良好的定性协议之间的渐近解和数值解的文件I的全球性，刚性旋转的材料螺旋（密度波）。在除共旋半径外的所有银河系中心距离上，我们发现磁臂在方位角上偏离α臂，因此磁场强度的脊比α臂缠绕得更紧。此外，有限的发电机弛豫时间τ（与湍流相关时间有关）的影响是使磁臂在与银河系旋转相反的方向上相移，即使在共同旋转半径。这种机制可以用来解释在某些旋涡星系中观测到的磁臂和物质臂之间的相移。
2013-07-11 astro-ph.GA
Global Spiral Density Wave Modes in Protoplanetary Disks: Morphology of Spiral Arms
我们分析了在极薄的，非粘性的，自引力的原行星盘中由引力不稳定性产生的双臂全球螺旋密度波模式，以了解旋臂形态（螺距角$α$和振幅）对各种盘条件的依赖性。由此产生的螺旋密度波模式的形态非常相似的观测。它们的俯仰角和图案速度对所采用的边界条件不敏感。在相同的条件下，高斯圆盘比幂律圆盘呈现出更紧密的螺旋缠绕（更小的螺距角）。我们发现，在一个固定的盘星质量比（$M_d/M_*$），俯仰角的平均Toomre的稳定性参数（$\overline Q$）或平均磁盘的纵横比（$\overline h$）增加。对于给定的$\overline Q$，具有较高$M_d/M_*$的密度波模式具有较大的俯仰角，而对于给定的$\overline h$，行为相反。俯仰角和盘属性之间的相互依赖性可以粗略地近似为$α\propto c_s^2/M_d$，其中$c_s$是声速。我们的引力不稳定性激发的螺旋密度波可以与行星发射的螺旋相区别：（1）大质量冷盘的螺旋螺距角随半径下降，而小质量热盘的螺旋螺距角随半径上升;（2）螺旋振幅的轮廓呈现出几个凹陷和隆起。我们提出引力不稳定性激发的密度波可以作为一种替代方案来解释所观察到的自引力原行星盘中的螺旋臂。
2020-11-10 astro-ph.EP astro-ph.GA
Galactic Spiral Shocks with Thermal Instability in Vertically Stratified Galactic Disks
星系螺旋激波是盘状星系的主要形态特征，被认为是盘状星系螺旋臂内部亚结构形成的原因。它们还可以通过利用（微分）旋转运动为星际气体提供大量的动能。我们使用数值流体动力学模拟研究的螺旋冲击与热不稳定性在垂直分层星系盘的动力学和结构，专注于环境条件（加热和银河系的潜力）类似的太阳附近。我们首先考虑一个等温盘在垂直流体静力平衡，让它发展受到星际冷却和加热以及恒星螺旋势。由于热不稳定性，表面密度为$Σ_0 \geq 6.7\Surf$的圆盘在中平面附近迅速变成夹在稀薄气体层之间的薄而致密的板。在饱和状态下，总的流动结构由支臂、激波后膨胀区和支臂间区域组成，它们分别占支臂到支臂距离的10%、20%和70%，其中气体分别占支臂到支臂距离的15%、30%和70%，和55%的臂-臂交叉时间。流动的特点是过渡从稀薄到致密相在冲击和致密到稀薄相在冲击后膨胀区，虽然气体与太大的冲击后密度不经历这种返回相变，而是形成致密的冷凝。如果忽略自重，激波拍动驱动气体中的随机运动，但在平面方向上仅达到$\sim 2-3 \kms$，在垂直方向上小于$2\kms$。时间平均冲击波剖面显示...（节略）。
2010-06-24 astro-ph.GA
Quantifying the fine structures of disk galaxies with deep learning:Segmentation of spiral arms in different Hubble types
螺旋臂和其他星系成分（如巨型分子云和大质量OB星）之间的空间相关性表明，螺旋臂在盘状星系演化的各个方面都发挥着至关重要的作用。因此，盘星系旋臂的分割是研究这些相关性的一个关键任务。我们在这里尝试使用U-网将盘状星系分解为螺旋和非螺旋区域，U-网基于深度学习算法，并已被发明用于生物学中的分割任务。
2021-03-15 astro-ph.GA astro-ph.IM
Outer Spiral Disks as Clues to Galaxy Formation and Evolution
近年来，关于外旋盘的研究取得了许多新的成果。我们讨论的观测和理论的进展，激发了兴趣的磁盘外围，以及我们目前站在我们的理解外盘结构，年龄和金属丰度。
2010-03-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
