Brațele unei galaxii nu sunt structuri solide, ci funcționează ca niște ambuteiaje cosmice unde materia se acumulează temporar.

Teoria undelor de densitate a fost propusă inițial de astronomii Chia-Chiao Lin și Frank Shu în anii 1960 pentru a explica de ce brațele spirale ale galaxiilor persistă pe termen lung. Fără acest mecanism, rotația diferențială a galaxiei ar fi înfășurat brațele atât de strâns încât acestea ar fi dispărut în doar câteva sute de milioane de ani. Această discrepanță este cunoscută în astronomie sub numele de problema înfășurării.Conform modelului Lin-Shu, brațele spirale nu sunt obiecte materiale rigide, ci regiuni cu o densitate de masă mai mare cu aproximativ 10% până la 20% față de restul discului. Gravitația crescută în aceste zone atrage norii de gaz molecular, comprimându-i și declanșând colapsul gravitațional care duce la formarea stelelor masive de tip O și B. Aceste stele sunt extrem de strălucitoare și albastre, dar au o durată de viață scurtă, motiv pentru care ele definesc vizual brațele spirale înainte de a exploda ca supernove.Observațiile realizate cu Telescopul Spațial Hubble și radiotelescoapele ALMA au confirmat că stelele mai bătrâne și mai roșii sunt distribuite uniform în tot discul galactic, în timp ce stelele tinere sunt concentrate în aceste unde de șoc. Viteza cu care materia intră în brațe depinde de distanța față de centrul galactic, existând o rază de corotație unde viteza stelelor coincide cu viteza undei. Acest fenomen dinamic explică structura vizuală spectaculoasă a galaxiilor precum Calea Lactee sau Andromeda fără a încălca legile mecanicii cerești.