（通过标准太阳系类型的引力模型），星星排列成永久不变的螺旋臂的想法是站不住脚的。当星系旋转时，径向的螺旋臂（像辐条）会迅速的弯曲。在星系自转几圈之后，螺旋臂就会越来越弯曲，并且紧密的缠绕在一起，这称为"缠绕困境"。在1960年代晚期的测量显示，在螺旋臂中的恆星速度远远高于牛顿力学预期与银河中心距离的速度，但仍不足以解释螺旋结构的稳定性。 自1960年代，有两个主要的星系螺旋结构的假设模型： 这些不同的假说不必互相排斥，因为不同类型的螺旋臂可能会需要不同的解释。
密度波模型.