กาแลคซีกังหันเป็นหนึ่งในโครงสร้างที่น่าสนใจที่สุดในดาราศาสตร์ แต่ธรรมชาติของพวกมันยังไม่เข้าใจ ขณะนี้นักดาราศาสตร์มีทฤษฎีสองประเภทที่สามารถอธิบายโครงสร้างนี้ได้ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมของกาแลคซี แต่การศึกษาใหม่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Astrophysical Journal แสดงให้เห็นว่าทฤษฎีเหล่านี้อาจผิดไปมาก
สำหรับกาแลคซีที่มีสหายใกล้เคียงนักดาราศาสตร์แนะนำว่าแรงคลื่นอาจดึงโครงสร้างเกลียวออกมา อย่างไรก็ตามสำหรับกาแลคซีที่แยกตัวจำเป็นต้องมีกลไกอื่นที่กาแลคซีก่อตัวโครงสร้างเหล่านี้โดยไม่มีการแทรกแซงจากเพื่อนบ้าน วิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้สำหรับเรื่องนี้เกิดขึ้นเป็นครั้งแรกในปี 2507 โดย Lin & Shu ซึ่งพวกเขาแนะนำว่าโครงสร้างการม้วนเป็นเพียงภาพลวงตา แต่แขนเหล่านี้ไม่ได้มีการเคลื่อนไหว แต่พื้นที่ที่มีความหนาแน่นสูงกว่าซึ่งยังคงอยู่นิ่งเมื่อดาวฤกษ์เข้ามาและออกจากพวกมันคล้ายกับว่ารถติดยังคงอยู่ในตำแหน่งอย่างไร ทฤษฎีนี้ได้รับการขนานนามว่าเป็นทฤษฎีคลื่นหนาแน่น Lin-Shu และประสบความสำเร็จอย่างมาก เอกสารก่อนหน้านี้รายงานว่ามีการพัฒนาจากความหนาวเย็นภูมิภาค HI และฝุ่นบนส่วนด้านในของแขนกังหันที่ชนเข้ากับบริเวณที่มีความหนาแน่นสูงกว่านี้และก่อตัวดาวก่อตัวทำให้ดาวชั้น O&B ร้อนที่ตายก่อนออกจากโครงสร้าง ดาวฤกษ์มวลต่ำจะเติมส่วนที่เหลือของดิสก์
หนึ่งในคำถามหลักเกี่ยวกับทฤษฎีนี้คือการมีอายุยืนยาวของพื้นที่ที่เกินกำหนด อ้างอิงจาก Lin & Shu รวมถึงนักดาราศาสตร์อื่น ๆ อีกมากมายโครงสร้างเหล่านี้โดยทั่วไปมีความเสถียรในระยะเวลานาน คนอื่น ๆ แนะนำว่าคลื่นความหนาแน่นมาและไปในรูปแบบที่ค่อนข้างสั้นและกำเริบ นี่จะคล้ายกับสัญญาณไฟเลี้ยวบนรถยนต์ของคุณและสัญญาณที่อยู่ข้างหน้าคุณในบางครั้งดูเหมือนว่าจะซิงค์กันก่อนที่จะออกจากเฟสอีกครั้งเพียงเพื่อเข้าแถวอีกครั้งในไม่กี่นาที ในกาแลคซีลวดลายนั้นจะประกอบด้วยวงโคจรของดาวแต่ละดวงซึ่งจะเรียงตัวกันเป็นระยะเพื่อสร้างแขนกังหัน การล้อเล่นกรณีใดเป็นสิ่งที่ท้าทาย
ในการทำเช่นนั้นงานวิจัยใหม่นำโดย Kelly Foyle จากมหาวิทยาลัย McMaster ในออนแทรีโอตรวจสอบความก้าวหน้าของการก่อตัวดาวฤกษ์เนื่องจากก๊าซและฝุ่นเข้าสู่บริเวณที่เกิดการกระแทกจากคลื่นความหนาแน่น Lin-Shu หากทฤษฎีนั้นถูกต้องพวกเขาควรคาดหวังว่าจะพบความก้าวหน้าในการที่พวกเขาจะพบแก๊ส HI และก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์เย็นก่อนจากนั้นจะทำการชดเชยไฮโดรเจนโมเลกุลที่อบอุ่นและการปล่อยก๊าซ 24 เท่าจากดาวฤกษ์ที่ก่อตัวเป็นเมฆ การแผ่รังสี UV ของดาวฤกษ์ที่เกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์
ทีมสำรวจกาแลคซีกังหัน 12 แห่งในบริเวณใกล้เคียงรวมถึง M 51, M 63, M 66, M 74, M 81 และ M 95 กาแลคซีเหล่านี้เป็นตัวแทนของกาแลคซีกังหันหลายรูปแบบเช่นเกลียวทรงกลมอันยิ่งใหญ่ เกลียว.
เมื่อใช้อัลกอริทึมคอมพิวเตอร์เพื่อตรวจสอบแต่ละออฟเซ็ตที่สนับสนุนทฤษฎี Lin-Shu ทีมรายงานว่าพวกเขาไม่พบตำแหน่งที่แตกต่างกันระหว่างการก่อตัวดาวฤกษ์ทั้งสามระยะ สิ่งนี้ขัดแย้งกับการศึกษาก่อนหน้า (ซึ่งกระทำโดย "ด้วยตา" และอาจมีอคติที่อาจเกิดขึ้น) และปลดเปลื้องความสงสัยเกี่ยวกับโครงสร้างเกลียวที่มีอายุการใช้งานยาวนานตามคำทำนายของทฤษฎีหลิน - ซู่ แต่การค้นพบนี้สอดคล้องกับความเป็นไปได้ของแขนหมุนวนชั่วคราวที่แยกออกจากกันและการปฏิรูปเป็นระยะ
อีกทางเลือกหนึ่งที่กอบกู้ทฤษฎีคลื่นความหนาแน่นก็คือมี "รูปแบบความเร็ว" หลายอย่างที่สร้างคลื่นความหนาแน่นที่ซับซ้อนมากขึ้นและทำให้พร่าเลือนที่คาดการณ์ไว้ ความเป็นไปได้นี้ได้รับการสนับสนุนโดยการศึกษาปี 2009 ซึ่งแมปความเร็วเหล่านี้และพบว่ากาแลคซีกังหันหลายแห่งน่าจะแสดงพฤติกรรมดังกล่าว สุดท้ายทีมงานสังเกตว่าเทคนิคเองอาจมีข้อบกพร่องและประเมินการปล่อยก๊าซจากการก่อตัวดาวแต่ละโซน ในการตั้งคำถามนักดาราศาสตร์จะต้องสร้างแบบจำลองที่ละเอียดยิ่งขึ้นและสำรวจภูมิภาคโดยละเอียดยิ่งขึ้นและในกาแลคซีมากขึ้น
