Спиральная галактика Млечный Путь представляет собой тело в форме плоского диска диаметром более 100 000 световых лет и относительно небольшой «толщины», всего несколько тысяч световых лет. Диск имеет некомпактное строение; его неровные структуры начинаются от ядра и распространяются к периферии галактики. Это так называемые «спиральные рукава» нашей галактики – ветви областей наибольшей плотности материи, в которых происходит процесс образования новых молодых и самых ярких звезд, начинающийся в межзвездных газопылевых облаках [1].
Если бы мы могли посмотреть на нашу галактику «сверху», то увидели бы плотное и яркое ядро, внутри которого звезды располагаются очень близко друг к другу, и рукава, в которых звезды сконцентрированы менее компактно.
Было установлено, что спиральный рукав находится в однородном вращении, то есть он вращается как единое целое с постоянной угловой скоростью. И это несмотря на то, что различные части галактики вращаются с разными угловыми скоростями (дифференциально): внутренняя область галактики вращается как твердое тело, то есть с постоянной угловой скоростью, а за ее пределами по мере приближения к краю галактики угловая скорость вращения уменьшается. Тем не менее скорость вращения спирального рукава постоянна везде. Она создается распространяющейся волной.
Поскольку скорость вращения спирального узора и скорость вращения диска галактики различны, происходит протекание газа сквозь спиральный рукав со сверхзвуковой скоростью. При этом неизбежно возникает ударная волна (когда газ сталкивается с рукавом). Газ в ударной волне претерпевает сильное сжатие, с которого и начинается образование звезд. Видимо, имеются и другие возможности образования звезд в спиральных рукавах галактик. Но все они, несомненно, связаны с уплотнением спиральной волны межзвездного газа.
Что интересно: направление вращения Млечного Пути таково, что спиральные рукава как бы все время закручиваются, и за время существования галактики (не менее 12 миллиардов лет) должны были бы закрутиться вокруг ее центра несколько десятков раз. А этого нет!