Галактическая спиральная ударная волна

При большой разности скоростей вращения вокруг центра спирального узора с застрявшими в нем облаками и вновь набегающих на него облаков может возникнуть ударная волна. В этой галактической спиральной ударной волне плотность газа возрастает в десятки раз, что во многих облаках стимулирует их коллапс и быстрое звездообразование. В таких случаях наиболее молодые звезды концентрируются у соответствующего края рукава; наиболее горячие и массивные из них – О-звезды – ионизируют окружающий газ, и возникают видимые и на десятках мегапарсек области НИ.

Эти области, как правило, видны на стыке пылевой полосы у внутреннего края звездного рукава (пыль, как мы знаем, является индикатором молекул) и собственно рукава. Такая последовательность рассматривается как важнейший аргумент в пользу волновой теории спиральной структуры. Положение более молодых объектов у внутреннего края рукава означает, что газ вращается быстрее, чем спиральный узор, и область коротации (расстояние, на котором скорость твердотельного вращения спиральной волны плотности равна скорости дифференциального вращения галактики) лежит дальше от центра галактики, чем данный отрезок рукава; возможно, что у коротации спиральный узор вообще исчезает.

Реальная картина, конечно, много сложнее; области НИ встречаются и внутри рукава и между рукавами, а градиент возрастов звезд в рукаве наблюдается редко. Для его возникновения, очевидно, нужно, чтобы доля звезд, рожденная уже внутри рукава, в процессе – спонтанного, не стимулированного волной плотности звездообразования была невелика, а стимулирующий звездообразование скачок плотности у края рукава был бы значителен. В свою очередь, этот скачок зависит от разности скоростей узора и вещества (звезд и газа) и от угла закручивания рукава в данном месте (чем дальше рукав от окружности, тем больше скачок). Очевидно, именно этим объясняется наличие градиента возрастов звезд в отрезке рукава S4 галактики Андромеды, найденное автором и Г. Р. Ивановым. Наиболее яркие и, значит, молодые звезды высокой светимости, а также цефеиды наибольших периодов и наименьших возрастов концентрируются у внутреннего края этого рукава; по градиенту возрастов можно найти разность скоростей вращения спирального узора и вещества, а затем и положение коротации. Оно оказывается вблизи рукава S6, в котором действительно не наблюдается асимметрии в поперечном распределении наиболее ярких звезд.