Me temo que aún no hay respuesta... El problema es que tendrías que saber las densidades estelares en las diferentes regiones (en los brazos espirales y fuera de los brazos espirales). Si bien es posible tener una estimación precisa de la densidad de estrellas masivas debido a su brillo, la densidad de estrellas de baja masa en diferentes regiones de la galaxia es mucho más difícil de estimar. Y dado que las estrellas de baja masa constituyen la gran mayoría de las estrellas (ver, por ejemplo, la función de masa inicial, que es una medida de la distribución de estrellas entre las diferentes masas), la estimación de la densidad de estrellas en diferentes regiones se vuelve muy incierta.

Pero, en este momento, el satélite Gaia está midiendo la posición y las distancias de alrededor de mil millones de estrellas y otros objetos. Se creará un mapa tridimensional mucho más detallado con esos datos, incluidos los datos de distancia para estrellas tenues cuyas distancias aún no pudimos medir. Así que hay esperanza ;-)

NÓTESE BIEN. La primera publicación de datos de Gaia se publicó en septiembre. No he encontrado ningún documento que pueda responder a su pregunta (aunque mi búsqueda no fue extensa), pero es posible que estén disponibles. Por supuesto, si tiene algunas habilidades de programación, puede determinar las diferencias de densidad de los datos ( disponibles aquí ) usted mismo.

EDITAR: solo eché un vistazo a los datos, todavía falta el paralaje (y, por lo tanto, la distancia) para muchas estrellas. Esperemos que esto cambie con futuras publicaciones de datos.

= Entiendo que una de las razones por las que los brazos "parecen reales" es que se están formando estrellas jóvenes más brillantes en los brazos (debido a la mayor presión). ¿Quizás la diferencia de densidad real es muy baja?

Esperaría que la diferencia de densidad de las estrellas sea bastante pequeña.

= Tal vez la variación de densidad dependa del tipo de estrella u otro material - ¿qué pasa con cosas como los gases?

La variación de densidad es ciertamente diferente entre los diferentes tipos de estrellas. Las estrellas de gran masa solo se encuentran cerca de las regiones de formación estelar (es decir, en los brazos espirales). Su vida útil es tan corta que no tienen tiempo para alejarse mucho de la región en la que se formaron.

Espero que la variación de densidad para el gas y el polvo sea mayor (pero no tengo conocimiento para respaldar esto).