為什麼渦旋星系旋臂的旋轉速度不同於其中恆星的運動速度？

能否不用算式只用描述性的文字解釋為什麼渦旋星系旋臂樣式(pattern)的運動與旋臂中的恆星們自身的運動有不同的速度？

不知道題主想要什麼程度的回答。

因為旋臂本身不是恆星運動引起的，而是氣體密度高的區域的恆星形成活動引起的，速度是密度波傳播的速度。

具體來說，就是密度波的傳播導致某些地方（實際上形成的pattern就是旋臂的形狀）密度變大，這些區域開始形成恆星。由於恆星剛形成的時候很亮，隨後沿著Hayashi track演化逐漸變暗，最終沿著Henyey track演化後在主序帶上settle down，所以這些新形成的恆星變暗最終看不見了；但是密度波仍然在傳播，並trigger了下一個區域的恆星形成，在這個區域留下亮的旋臂，這就是（我所理解的）旋臂的形成機制；因此實際上旋臂並不是在運動，只是密度波的傳播導致局部的恆星形成，所以旋臂的旋轉速度應該是密度波的傳播速度，和恆星運動沒什麼關係。

至於為什麼密度波的傳播速度和恆星運動速度不同...那我就沒什麼辦法不用數學說明了..

P.S. 密度波理論是我認為的最漂亮的天體物理理論之一。

打一臉盆水旋轉水流就能明白了，星系中的星球之間的聯繫作用力不是強硬牢固的，是零零碎碎的，像水一樣。