旋臂

spiral arm

銀河系有4條旋臂，分別是人馬臂，獵戶臂，英仙臂，天鵝臂。太陽位於獵戶臂內側。

銀河系是棒旋星系，有兩條或更多條旋臂。在研究銀河系旋臂時，光學方法受到很大限制。

旋渦星系內年輕亮星、亮星雲和其他天體分佈成旋渦狀，從裡向外旋卷。這種螺線形帶稱為旋臂，是旋渦星系外形的主要特徵。大多數旋渦星系有兩條旋臂，少數星系有三條以上的旋臂。旋臂主要由星族Ⅰ的明亮的早型恆星構成。旋臂中除恆星外，還含有星際氣體和塵埃，在旋臂的前部（按旋轉中的前進方向）往往存在一暗黑的塵埃窄條。在旋臂中還可以觀測到許多電離氫區。銀河系有兩條或者更多的旋臂，用光學方法可以觀測到兩條旋臂的一部分，用射電方法則可以觀測到更多的部分（英仙臂、獵戶臂、人馬臂和三千秒差距臂等）。旋臂結構的實質可用密度波理論來解釋。但是，旋臂的起源和演化問題目前尚未解決。

旋渦星系都有幾條美麗動人的長臂——旋臂，旋臂上擁擠著密集的星星和氣體塵埃。然而，旋臂的存在卻令人費解。一般說來，在引力作用下，星系應該是一個扁圓盤，不可能形成旋渦結構。即使暫時出現旋臂，在星系自轉過程中，由於靠裡面的恆星轉動得快，外邊的轉得慢，星系形成不久旋臂就會纏緊。可是從銀河系誕生到現在，太陽已經圍繞銀河中心旋轉了二十多圈，卻沒有發現旋臂纏緊。這究竟是怎麼回事呢? 密度波理論能較好地回答這個問題。

密度波是一種形象的比喻。假設有一段馬路正在翻修，路面上只留了一條窄小的通道，那麼這個地方就會顯得非常擁擠，儘管汽車還是一輛輛地過去了，如果從天空中鳥瞰，好像看到這裡一天到晚擠滿了車輛。在星系中，旋臂就好像翻修的路段，這個地方恆星比較多，引力強，所以不僅吸引了大量的氣體塵埃，而且當恆星通過這裡時，都減慢了速度，使這裡顯得擁擠，遠遠看去就呈現出旋渦狀的結構。事實上，旋臂中的恆星是不斷地運動、更替的。

密度波只是告訴我們旋渦到底是什麼，至於為什麼偏偏會形成這樣的密度分佈，還是一個沒有解開的謎。

在宇宙中高速運行具有星系核的星系，當它追及到另一個具有星系核的星系時，如果兩者的運行速度相近，就會相互吞噬，形成了一個更大的星系。倘若這兩個星系的星系核相遇，就會相互繞轉而形成一個質量更大的高速旋轉的星系核。這個高速旋轉的星系核就像一個巨大的發電機，從它的兩極爆發出能量強大的粒子流向遠方噴射。星系核的能量越大，噴射粒子流的流量也就越大，噴射得也就越遙遠。我們把這樣的星系核稱作兩極噴流星系核。星系核在噴射高能粒子流的時候，會消耗其自身的能量，然而，當它俘獲了其它星團或者星系以後，就會增添能量。當星系核的能量發生由大到小的變化時，就會由遠及近地建造出兩條粗大的噴流帶。如果星系核的磁軸繞著另一條軸（這條軸稱作星系核的自轉軸）旋轉，那麼，噴流帶的軌跡就會彎曲，而演變成旋渦星系的兩條旋臂。