¿Sabemos si estamos adelantando o cayendo detrás de nuestro brazo?

Aquí está nuestra galaxia lo mejor que sabemos, cortesía de este artículo de Wikipedia :

Parece que, como mejor sabemos, cada brazo es un área comprimida o más brillante (más bien como una ola) .

1. Mirando esa imagen, ¿sabemos / adivinamos si los patrones de los brazos están girando? ¿O simplemente se sientan allí estáticamente, sin cambios desde ese diagrama? ¿De qué manera gira, cw o acw según ese diagrama? (Si lo sabemos)

2. Si el patrón gira, ¿cuánto tiempo tarda en girar 360 grados? ¿Hasta donde sabemos?

Y por lo tanto ..

3. De hecho, ¿el patrón del brazo nos atrapa y se mueve a través de nosotros ... o el patrón del brazo es más lento que nosotros y nos movemos a través de él?

La respuesta a la pregunta depende precisamente de dónde se encuentre en la Vía Láctea. Según la teoría de la onda de densidad , que parece describir bastante bien la formación y evolución de los brazos espirales, los brazos se mueven en relación con algún marco inercial estático a una velocidad de patrón global . En algún radio de definición , conocido como el radio de rotación, las estrellas se mueven en . Dentro de , las estrellas se mueven más rápido y se adelantan a los brazos; fuera de , las estrellas se mueven más lentamente y, por lo tanto, "se quedan atrás" de los brazos.$\Omega_{gp}$$R_c$$\Omega_{gp}$$R_c$$R_c$

Hay incertidumbre en torno a los valores de y en la Vía Láctea en todos sus brazos espirales, especialmente porque la cinemática estelar local difiere en cada uno de los brazos, y también puede ser y , pero las mediciones coloque el Sistema Solar ligeramente dentro del radio de rotación, lo que significa que nos estamos moviendo por delante de los brazos.$R_c$$\Omega_{gp}$$R_c$$\Omega_{gp}$

Tengo datos de una revisión de Gerhard (2011) . Aquí hay algunos parámetros promedio básicos, para la Vía Láctea en su conjunto:

• Radio de barra de rotación ( ): -$R_{CR}$$3.5$$4.5\text{ kpc}$
• Radio de rotación del brazo espiral: -$8.1$$8.4\text{ kpc}$
• Velocidad del patrón de barras ( ): -$\Omega_b$$50$$60\text{ km}\text{ s}^{-1}\text{ kpc}^{-1}$
• Velocidad del patrón de brazo espiral ( ): -$\Omega_{sp}$$17$$28\text{ km}\text{ s}^{-1}\text{ kpc}^{-1}$

Esto también va junto con una velocidad media local de estrellas en el vecindario solar, incluido el Sol, de .$\sim220\text{ km}\text{ s}^{-1}$

Por lo tanto, para las tres preguntas: (1) El patrón gira en sentido horario como se ve en ese diagrama; (2) Rota aproximadamente una vez cada 300 millones de años; (3) y en nuestro radio, nos estamos moviendo un poco más rápido que el patrón, por lo que lo estamos superando.