В месте этой встречи в физическом фрейме рукава ламинарная скорость набегающего газа превращается в температурную. То есть выполняется условие ударной волны, когда за ее фронтом скорость падает ниже звуковой для данных параметров газа, и его движение становится турбулентным.

Уравнение для газа на поверхности разрыва выглядит так [33]

ρ₁v_1n = ρ₂v_2n

где ρ₁ - плотность газа до фронта,
ρ₂ - плотность газа после фронта,
v_1n - нормальная скорость газа до фронта,
v_2n - нормальная скорость газа после фронта.

Как узнать, на сколько снижается скорость и повышается давление газа?

При возникновении ударной волны в каком-либо одном месте за счет наличия в нем какого-либо возмущающего тела (газа, пыли и пр.), она распространяется от этого места конусом с характеристическим углом Маха

α = arcsin(v_2n / v_1n)

α = arctan(nh/2πR)

Принимая h=1.5 кпс, R=8.2 Кпс, n=3, v_1n=220 км/с, получим α = 5° v_2n = 19.2 км/с.

Эта скорость соответствует примерно 8000°K. Именно такую температуру имеет фронтальная поверхность галактического рукава, наблюдаемая в виде "галактического шпура" (см. рис. 3).

Этот горячий газ не может сохранять такую высокую температуру длительное время. Он расширяется в тыльную сторону рукава, ускоряясь практически до прежней орбитальной скорости. При этом он быстро охлаждается.

Рис.3. Механизм возникновения спиральных рукавов
(1 - направление орбитального потока звезд и HI; 2 - конусы ударной волны от точечных источников; 3 - общий фронт галактической ударной волны; 4 - потоки вещества рукавов падающих балджем на хост-квазар - центр галактики).

Хотя процесс ударной волны и ее релаксации краток, благодаря орбитальному движению межрукавного газа он возобновляется постоянно таким образом, что рукава галактики практически стоят на месте, не вращаясь вместе с остальным веществом галактики.

Картина рукавов остается практически стабильной благодаря тому, что синхронизирует саму себя путем укорочения цикла возникновения ударной волны в случае, если ламинарный поток встретит рукав раньше. При такой встрече условия рождения ударной волны выполняются автоматически. Если по каким-то причинам рукав прошлого цикла еще не подошел, а условия ударной волны возникли в межрукавном промежутке, то ширина рукава увеличивается на эту самую величину. Хотя рукава не имеют орбитальной скорости, их вес компенсируется подъемной силой набегающего потока. Так как скорость этого потока в точности равна орбитальной, то и величина подъемной силы именно такая, которая требуется для квазистатичного положения вещества рукавов. Ближе к центру галактики, там, где орбитальная скорость снижается, и условия возникновения ударной волны не возникают, этой подъемной силы недостаточно для удержания вещества на фиксированном расстоянии от центра галактики, и оно падает в виде широкого потока (балджа) на центральный квазар галактики (хост-квазар).

Есть ли подтверждения такой модели? - Да, есть.

По измерениям скоростей HVC, они имеют распределение скоростей в плоскости галактического диска, соответствующее предлагаемой модели, в диапазоне +220 км/с (см. рис. 4 из [34]).

Рис. 4. Распределение скоростей HVC по небесной сфере.

Открытый автором механизм образования рукавов и применение эфирной парадигмы позволяют по-новому взглянуть на эволюцию звезд и галактик, но для понятного изложения нам необходимо остановиться на энергетике звезд, где современная астрофизика также полна мифов.