حدود 70 درصد کهکشان‌های نزدیک راه شیری از نوع مارپیچی هستند و راه شیری نیز یکی از نمونه کهکشان‌های مارپیچی محسوب می‌شود که منظومه شمسی و زمین در نزدیکی یکی از بازوهای آن واقع شده‌اند؛ این بازوها از مرکز مارپیچی شکل کهکشان کشیده شده‌اند و شامل تعداد زیادی ستارگان جوان و بزرگ هستند.
اما با وجود شکل مشترک کهشکان‌های مارپیچی، هرکدام از آنها دارای مشخصه‌های خاص خود هستند و نحوه شکل‌گیری این بازوها به یکی از مسائل پیچیده اخترفیزیک تبدیل شده است و هنوز پاسخ دقیقی برای تغییر شکل یافتن بازوها در طول زمان پیدا نشده است.
منشأ و نحوه شکل‌گیری بازوهای مارپیچی در کهکشان‌های دیسکی از جمله محل‌های مورد بحث اخترفیزیکدانان طی چند دهه محسوب می‌شود؛ یکی از نظریه‌های مطرح مدعی ایجاد و از بین رفتن آنها در طول زمان است و نظریه دوم مدعی است که مواد شکل‌دهنده بازوها (شامل ستارگان، گاز و گرد و غبار) تحت تأثیر تفاوت در گرانش می‌توانند باعث حفظ طولانی مدت بازوهای مارپیچی شوند.
محققان دانشگاه ویسکانسین – مدیسون و مرکز تحقیقات اخترفیزیک اسمیت سونیان برای پاسخگویی به این سوالات، بدنبال استفاده از یک شبیه سازی قدرتمند رایانه برای دنبال کردن حرکت 100 میلیون ذرات ستاره ای و سایر نیروهای اخترفیزیکی مرتبط با این ساختارهای مارپیچی هستند.
نتایج برنامه شبیه سازی حاکی از حل مسأله نحوه شکل‌گیری و تاریخچه بازوهای مارپیچی در کهکشان‌های دیسکی دارد؛ این نتایج جدید بین دو نظریه مطرح قرار می‌گیرند که نشان می‌دهد، بازوها در نتیجه نفوذ ابرهای غول پیکر مولکولی (مناطق شکل‌گیری ستارگان یا مهدهای کهکشانی) بوجود می‌آیند.
«النا دی اونگیا» سرپرست تیم تحقیقاتی و از محققان اخترفیزیک دانشگاه مدیسون تأکید می‌کند: برای نخستین بار نشان دادیم که بازوهای مارپیچی برخلاف نظریه‌های مطرح، ویژگی‌های ناپایدار و زودگذری نیستند و از دوام و جاودانگی طولانی برخوردارند.
نتایج این مطالعه در مجله Astrophysical منتشر شده است.