银河系和其他许多星系都是螺旋状的。为了保持它们的形状，外层恒星的运动速度必须比内部恒星快。从牛顿开始，我们就知道一颗恒星离中心越远，它就必须走得越慢。 6park.com
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螺旋形星系是怎么保持形状的？
这个问题问的好！如果我们假设宇宙中的大多数物质都被集中在了中心，如果我们假设一个星系的大部分质量都集中在中心，那么外部区域的运动速度应该比内部区域慢，但是为了保持螺旋臂的形状，外部区域的运动速度必须更快。你可能想到的那些美丽独特的螺旋通常是由密度波理论决定的。我们在之前的讨论中简单提到过这个问题。下面，我会稍微详细的解释一下。 6park.com
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先不管星系，我们先想象往池子里扔一颗石子。涟漪就会从里向外一圈一圈的荡漾开来。当然，水本身并没有从中心向外扩散，否则一段时间后，中间的水会更少，而边缘的水会更多。恰恰相反，是推拉的力使水面产生了波纹。每个水分子都只在固定的区域内运动，但他们组合起来就像是水波快乐的离开中心！我们只需要丢一颗石子，给予最初始的力。 6park.com
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现在，我们通过比喻，想象每个水分子都是一颗星星。那么水波纹的波峰对应的就是星星较多、更亮的区域。对于远处的观察者来说，他们只能看到比较亮的光圈在不断远离中心而无法看到每一颗独立的星星。虽然这严格来说并不是真正的物理，但是我希望通过这个比喻能很好的说明星系中较亮区域的明显持续的传播运动是由每颗只能局限运动的星星导致的。 6park.com
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既然我们已经知道了波是一种不需要物体运动就可以产生明暗变化的途径，那么在星系中可能存在哪种波呢?这需要你的数学能力,放心我不会难为你,但是如果你想象一个有自引力的圆盘有声速限制(这里的“声音”和地球上的空气传播声音很像,都是由于较高的压力导致声音的传播速度受限), 你可以用一些工具来展示一个双臂尾螺旋波模式的形成。这主要是1964年林c.c.和舒弗兰克所做的工作。现在我们知道这些波是存在的，我们只需要一些东西来激发它们;通常认为是由于星系的近距离接触。 6park.com
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这是一个辅助理论，但与大多数天体物理学一样，很难100%确定。仍然有一些科学家在验证这个理论的某些部分，这些部分必须是精准的 (例如，一些人认为螺旋臂实际上是短暂的，所以它们会分裂和改造，这是林殊理论没有完全捕捉到的东西)。这边还有一些其他的解释:
潮汐激发:两个臂状的尾随螺旋可以用两个星系之间的潮汐来解释。这产生了同样种类的臂，但一旦星系分开就会消失。 6park.com
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自繁殖恒星的形成:在前面的问题中已经粗略地讨论过，恒星的形成驱动更多的恒星的形成，所以恒星倾向于以这种方式聚集。人们通常认为这不会产生两臂模式，而是产生更模糊的模式。 6park.com
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杆转动：数螺旋星系都有一个中心棒，这对于林舒螺旋密度波来说是不必要的。在没有自重力的情况下，你仍然可以得到一个螺旋盘。
实际上是固体旋转:当星系中有很多暗物质分散在远离中心的地方时，你可以接近固体旋转。一些螺旋星系似乎表现出接近固体的旋转，这意味着它们的旋臂可能是物质。 6park.com
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所以现在还没有定论!但这些模型的共同特点是，臂不是同步运动的恒星，而是进出臂的恒星。
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. Yubo Su- astro-八月
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