密度波理论(英语:Density wave theory),或称林-徐密度波理论(Lin–Shu density wave theory),是一种解释星系旋涡结构的理论。该理论由林家翘和徐遐生两位天文物理学家在1960年代中期提出,用以解释螺旋星系的旋臂结构。密度波理论引入了长期存在的理想准静态密度波,即所谓的“heavy sound”,并假设星系盘的密度较高(大约高出10-20%)。这个理论不仅适用于星系,还成功地应用于土星环的研究。 简介
密度波理论认为,星系的螺旋结构是一种波动图案。旋臂区域里恒星密集,引力场强。但恒星并不是永远停留在旋臂上。恒星按照近于圆形的轨道绕星系中心旋转。在运动过程中,恒星将进入,然后再走出旋臂。恒星进入旋臂后由于旋臂区恒星密集和引力场强而减慢速度。但另一方面,速度的减慢又使恒星挤在一起 ,密度增大,引力场加强 ,因此,一旦出现了旋臂图案,这种图案将自行维持。密度波理论成功地解释了星系螺旋结构的本质和能够长期维持的原因,并说明了许多观测事实。 密度波的一个重要特点是﹐旋臂中的星不是一成不变的﹐恒星有进有出﹐川流不息﹐而旋臂图案却保持不变﹐旋臂不会缠卷起来。 问题提出