은하 전체는 고정된 강체처럼 회전하지 않습니다. 각각의 별들은 은하 중심을 돌 때 케플러의 법칙(공전주기의 제곱은 긴반지름의 세제곱에 비례)에 의해 움직입니다. 따라서 은하 중심으로부터 멀리 떨어진 천체일수록 중심에 가까운 천체에 비해 뒤지게 되는 것입니다. 이러한 효과를 은하의 차등회전이라고 합니다.
바로 이 차등회전으로 나선은하의 구조를 설명합니다. 은하 생성 초기에 불규칙하게 분포하였던 성간 물질들이 은하 중심으로부터의 거리에 따른 회전율 차이에 따라 나선 팔을 형성하게 되는 것이지요.
