Спиральный узор является самой узнаваемой характеристикой большинства дисковых галактик. Несмотря на значительные усилия, прилагаемые к изучению феномена спиральных рукавов, а также их рутинное воспроизведение в компьютерных симуляциях, принцип формирования спиральных узоров до сих пор не до конца ясен.
Наиболее разработанной теорией происхождения спиральных рукавов является теория волн плотности, которая предсказывает долгоживущие и четко выраженные спиральные узоры. Однако за последнее десятилетие обнаружено, что эта теория плохо согласуется с результатами компьютерных симуляций, использующих высокое разрешение по количеству частиц – в них спиральные рукава наблюдаются как короткоживущие, но постоянно возрождающиеся структуры с нечёткими границами. Существующие альтернативные теории, такие как теория усилений колебаний и теория материальных рукавов, также обнаруживают некоторые противоречия с численными экспериментами и, таким образом, тоже не дают исчерпывающего ответа о происхождении спирального узора. В данном проекте мы нацелены на проведение контролируемых численных экспериментов по формированию и эволюции спиральных рукавов на принципиально новом уровне. Отметим два основных наших преимущества перед предшествующими исследованиями в этой области. Во-первых, это наличие нового инструмента собственной разработки для создания высококачественных равновесных моделей дисковых галактик – компьютерного кода GALIC-3D. При изучении таких феноменов как спиральные рукава важным моментом является минимизация всевозможных шумов и источников нефизических возмущений, и именно это позволяет сделать код GALIC-3D. Во-вторых, это оригинальный подход к изучению самого феномена. Этот подход основан на переходе в неинерциальную систему отсчета, вращающуюся вместе с галактикой, и рассмотрении баланса всех сил – включая силы инерции.
