Gas flow in barred potentials
我们使用笛卡尔网格来模拟气体在禁止银河势中的流动，并研究了气体中声速变化和网格分辨率的影响。对于所有的声速和分辨率，流线在大小半径上都紧密地遵循闭合轨道。在中间半径处，激波出现，流线在两族闭合轨道之间移动。激波出现的点和流线在轨道族之间的移动在很大程度上取决于声速和分辨率。对于这两个参数的足够大的值，转移发生在由宾尼等人在二十多年前假设的尖点轨道。对于足够高的分辨率，激波下游的流动变得不稳定。如果这种不稳定性是物理的，就像看起来的那样，它为观测到的CO分布的不对称性提供了一个有希望的解释。
2015-04-19 astro-ph.GA
Deprojection of external barred galaxies from photometry
外星系的观测被投影到二维天平面上。从二维图像重建星系的三维内禀密度分布是一个挑战，特别是对于棒星系，但这是构建星系动力学模型的关键步骤。在这里，我们提出了一种方法去投射棒星系，我们验证的方法进行测试，对模拟图像创建一个N体模拟与花生形酒吧。我们将星系图像分解成一个凸起（包括一个酒吧）和一个磁盘。通过从原始图像中减去磁盘，保留了一个条形凸起。我们执行多高斯展开（MGE）适合于每个组件，然后我们deprojection他们分别考虑到禁止的凸起是三轴的，而磁盘是轴对称的。我们限制的酒吧隆起在磁盘平面对齐，并具有类似的厚度，磁盘在外部区域。因此，通过结合条形凸起和圆盘来构建3D密度分布。我们的模型一般可以恢复磁盘和内部禁止隆起区域的3D密度分布，虽然不是一个完美的匹配花生状的结构。通过使用相同的初始条件，我们整合的轨道在我们的模型推断的潜力和真正的潜力冻结N体模拟。我们发现，85%的所有这些轨道具有相似的形态，在这两个潜在的，我们的模型支持的轨道，产生一个四方形/花生形的结构和一个细长的酒吧类似于这些在真正的潜力。
2021-10-13 astro-ph.GA
Gas flow in barred potentials II. Bar Driven Spiral Arms
从银河棒末端出现的螺旋臂在解释我们和外部星系的观测中非常重要。因此，重要的是要了解导致它们的物理机制。我们发现，这些螺旋臂可以被理解为运动密度波产生的基础弹道闭合轨道周围的振动。在强杆的情况下也是如此，只要振动是围绕适当的闭合轨道，而不是围绕形成震中近似基础的圆形轨道。一个重要的结论是，势的轨道结构决定了杆的强弱，而不是势偏离轴对称的粗略估计。
2015-05-16 astro-ph.GA
Schwarzschild modeling of barred galaxies
我们回顾了史瓦西轨道叠加的方法，并提出了一个新的实现这种方法，它可以处理一大类系统，包括旋转棒盘星系。我们讨论了两个概念性的问题在这一领域：内在的退化确定潜在的视线运动学，和非唯一性的deprojection和相关的偏见在潜在的推理，特别是急性三轴酒吧。当应用于具有已知3D形状的模拟数据集时，我们的方法正确地恢复了模式速度和其他潜在参数。然而，还需要做更多的工作来系统地解决这两个问题的真实观测数据集。
2019-09-06 astro-ph.GA
Slowly rotating bars-Morphologies introduced by bistability in barred-spiral galactic potentials
研究了当系统慢转且共转位于旋臂末端以外时，\textit{barred-spiral}模型的轨道动力学。在中心周期轨道族的特征中，我们发现了一个“周期区域”。在响应模型中，我们观察到围绕杆的环和与环相切的螺旋臂。这是一种类似于具有内环的棒螺旋系统的形态。然而，在我们研究的情况下，与这种结构相关的动力学是不同的，从一个典型的酒吧结束接近共转。我们的模型的环是圆形的，或者更确切地说是垂直于杆的细长的。它与中央家族特征的折叠（“S”形特征）有关，这是典型的双分叉。沿着“S”部分的特征，我们有一个变化的方向的周期轨道从x1型到x2型形态。在响应模型中填充的轨道在到达“S”的最低能量时相当突然地改变它们的取向。模型的螺旋线遵循标准的“旋进椭圆流”，并且构建它们的轨道具有超出“S”区域的能量。酒吧的结构主要是由粘性轨道周围的稳定岛的中央家庭的地区。这导致了银道面\textit{on}条中X特征的出现。这种棒状形态出现在一些中等倾斜星系的不清晰掩蔽图像中。
2015-02-02 astro-ph.GA
Gasflows in Barred Galaxies with Big Orbital Loops-A Comparative Study of Two Hydrocodes
本文通过两种水动力代码比较，研究 barred星系中气体流动及激波形态，揭示大轨道环对激波形成的影响及两种算法的互补性。
2026-01-07 astro-ph.GA
Orbital and escape dynamics in barred galaxies - III. The 3D system: Correlations between the basins of escape and the NHIMs
利用一个真实的三自由度动力学模型，研究了由球对称中心核、棒、扁平薄盘和暗物质晕组成的棒星系中恒星的逃逸动力学。现代的彩色编码图用于区分有界运动和逃逸运动。此外，较小的对齐指数（SALI）的方法被部署用于确定有界轨道的规则，粘性或混沌的性质。通过拉格朗日点$L_2$和$L_3$周围的两个对称逃逸通道，揭示了逃逸所对应的逃逸盆，并将它们与相应的轨道逃逸时间分布联系起来。此外，我们演示了如何稳定的流形，周围的指数-1鞍点，准确地定义分形盆地边界观察到的颜色编码图。的基本垂直的李雅普诺夫周期轨道的发展方案进行了深入探讨，以获得一个更完整的视图展开的奇异行为的动态参数的尖值。最后，我们研究如何组合的最重要的参数的酒吧（如半长轴和角速度）的影响所观察到的恒星结构（环和螺旋），这是由逃逸恒星的鞍点附近的不变流形引导形成。
2018-01-02 astro-ph.GA
Warps induced by satellites on barred and non-barred galaxies
本研究通过N体模拟对比有棒与无棒星系对卫星诱发翘曲的易感性，发现有棒星系翘曲更强，卫星质量决定棒损毁程度与翘曲强度，棒被削弱或摧毁的时间取决于卫星轨道半径。
2024-08-19 astro-ph.GA
Orbital and escape dynamics in barred galaxies -- IV. Heteroclinic connections
继续一系列的论文的一个新的模型为一个棒星系，我们调查的两个正常双曲不变流形之间的异宿连接坐在两个指数-1鞍点的有效潜力。异宿轨线和附近形状相似的周期轨道分布在星系的棒区和星系核附近。因此，我们看到了星系内部区域的重要结构与异宿纠缠在位置空间中的投影之间的直接关系。作为一个副结果，我们得到了相空间中的主异宿相交曲面的详细图像。
2019-07-22 astro-ph.GA nlin.CD
Perturbed precessing ellipses as the building blocks of spiral arms in a barred galaxy with two pattern speeds
对棒旋星系的观测和模拟表明，一般来说，旋臂的旋转速度与棒旋的旋转速度不同。从参考文献中得出的主要结论是，棒旋转速度比螺旋臂快，具有两倍甚至三倍的角速度。在解释具有两种模式速度的棒旋星系的旋臂形成时，流行的理论是流形理论，其中支持螺旋密度波的轨道是混沌的，并且与从棒末端的拉格朗日点L_1和L_2发出的流形有关。在本研究中，我们考虑一种替代方案的情况下，酒吧旋转足够快的螺旋臂和酒吧的潜力可以被认为是一个扰动的螺旋潜力。在这种情况下，支持螺旋密度波的稳定椭圆轨道（在大设计星系的情况下）被转化为具有一定厚度的准周期轨道（或2D环面）。这些扰动进动椭圆的叠加所有能级的哈密顿量创建一个轻微扰动对称螺旋密度波。
2022-10-04 astro-ph.GA
An Empirical Proxy for the Second Integral of Motion in Rotating Barred or Tri-axial Potentials
我们确定了一个有效的代理分析未知的第二次运动积分（I_2）旋转禁止或三轴电位。给定能量的平面轨道在时均角动量及其涨落幅度的空间中遵循一个紧序列。该序列单调跟踪的主要轨道家庭的庞加莱映射，即使在存在的共振和混沌轨道。这种行为使我们能够定义“校准角动量”，即由其波动幅度归一化的平均角动量，作为I_2的数值代理。这也意味着，在L_z的波动幅度，以前被低估，包含有价值的信息。这个新的代理允许一个分类轨道家庭容易和准确，即使是真正的轨道在N体模拟棒星系。它是一个很好的诊断工具的动力系统，并可能有助于平衡模型的建设。
2021-05-31 astro-ph.GA nlin.CD
Hydrodynamical Simulations of Nuclear Rings in Barred Galaxies
尘埃带、核环和核螺旋是棒星系内部区域的典型气体结构。它们的形状和性质与宿主星系的物理参数有关。我们使用高分辨率的流体动力学模拟来研究简单棒星系模型中的二维气体流动。在我们的模拟中形成的核环可以分为两组：一组是近圆形的，另一组是高度细长的。我们发现，当条纹速度太高或凸起中心密度太低时，可能不会形成圆形环。我们还研究了我们的星系模型中的周期轨道，发现内Lindblad共振（ILR）的概念可以推广到$x_2$轨道的范围。在我们的模拟中，所有的圆形核环都在$x_2$轨道（或ILR）的范围内。然而，知道共振不足以确定这些核环的确切位置。我们认为，圆形核环的骨干是$x_2$轨道家族，即圆形核环只允许在径向范围内的$x_2$轨道。在下落气体的剩余角动量与离心力相平衡的半径处，正好形成一个圆形的核环，这可以通过从旋转曲线测量的参数$f_{\rm ring}$来描述。在高模式速度模型中，气体上的重力扭矩较大，导致环尺寸比低模式速度模型中的环尺寸小。我们的结果可能对利用核环测量二维气体运动学的棒星系参数具有重要意义。
2015-04-20 astro-ph.GA
Dynamical Influence of a Central Massive Object on Double-Barred Galaxies: Self-Destruction Mechanism of Secondary Bars
本研究通过N体模拟和轨道分析，发现中心大质量天体（CMO）质量增长至星系恒星质量的约10^-3时，会引发新的轨道共振使次级棒轨道混沌化，导致次级棒自我毁灭，并揭示了CMO与次级棒的共同演化机制。
2023-08-29 astro-ph.GA
Complex statistics in Hamiltonian barred galaxy models
我们使用的概率密度函数（PDF）的总和的轨道坐标，在时间间隔的顺序的哈勃时间，区分弱从强混沌轨道在棒星系模型。我们发现，在弱混沌的情况下，准稳态的出现，其pdf很好地近似的$q$ -高斯函数（与$1<q<3$），而强混沌识别的pdf迅速趋于高斯（$q=1$）。弱混沌轨道的典型例子是那些“粘”在有序运动的岛屿上的轨道。近年来，由于它们能够支持相对较长时间尺度的星系结构，它们在旋转星系模型中的存在已经得到了彻底的研究。在本文中，我们证明，在特定的轨道上的2和3自由度棒星系模型，所提出的统计方法可以区分弱，强混沌运动准确和有效地，特别是在情况下，李雅普诺夫指数和其他当地的动力学指标似乎是不确定的。
2011-11-17 astro-ph.GA nlin.CD
Orbital and escape dynamics in barred galaxies - I. The 2D system
在本文中，我们使用一个新的分析引力模型的二维（2D）版本，以探讨的轨道以及逃逸动力学的恒星在棒星系组成的球对称的中心核，酒吧，一个平盘和暗物质晕组件。一个彻底的数值研究进行区分有界和逃逸运动。此外，有界轨道进一步分类为非逃逸的规则和捕获混沌使用小对准指数（SALI）方法。我们的目的是确定逃逸盆地通过两个对称的逃逸通道周围的拉格朗日点$L_2$和$L_3$，也将它们与相应的轨道逃逸率的分布。我们整合了几种类型的平面中的轨道的初始条件，以便获得动力系统的整体轨道特性的更完整的视图。我们还提出的证据表明，不稳定的流形，引导轨道进出的内部区域是直接相关的螺旋和环形恒星结构的形成在棒星系中观察到的。特别是，我们研究如何酒吧的半长轴确定所产生的形态。我们的数值模拟表明，弱的酒吧结构有利于形成$R_1$环或$R_1'$伪环，而另一方面，强酒吧，引起$R_1R_2$和开放的螺旋形态。我们的研究结果进行了比较与早期的相关工作。逃逸动力学和完整的三维（3D）星系系统的流形的属性将在一个附带的文件。
2016-04-12 astro-ph.GA nlin.CD
Orbital structure in barred spiral galaxies
我们研究了一系列自洽的$N$ -体组态中的轨道结构，这些组态模拟了具有螺旋和环形结构的旋转棒星系。我们进行频率分析，以测量的角度和径向频率的轨道在两个不同的时间快照在每个$N$体系统的演变过程中。分别对规则轨道和混沌轨道进行了分析。因此，我们确定了各种类型的轨道，确定的形状和百分比的轨道支持酒吧和环/螺旋结构，并研究后者的数量如何变化在长期的演变过程中的每个系统。虽然混沌轨道的频率图是分散的，我们仍然可以识别共振周围的浓度。我们给出了最重要的轨道种群的频率分布。我们探索每个系统的相空间结构，使用投影的4D表面的部分。这些都是通过数值积分的轨道的测试粒子，但也真正的$N$体粒子。因此，我们确定哪些领域的相空间是首选的，哪些是避免的真实粒子。混沌轨道被发现发挥了重要作用，在支持的形状外包络的酒吧，以及环和螺旋臂外共转形成。
2010-08-05 astro-ph.GA astro-ph.IM
Effect of dark matter halos on the orbital and escape dynamics of barred galaxies
本研究通过三维引力模型分析暗物质晕对棒旋星系恒星轨道与逃逸的影响，发现扁球状暗晕优于NFW暗晕，能解释巨星系旋臂形成及矮星系弱旋臂现象。
2022-06-16 astro-ph.GA
Orbital and escape dynamics in barred galaxies - II. The 3D system: Exploring the role of the normally hyperbolic invariant manifolds
利用一个由球对称核、棒、平盘和球对称暗物质晕组成的三自由度棒星系模型研究了系统的动力学行为。我们使用颜色编码的图来演示如何的值的半长轴的酒吧影响规则或混沌动力学的3-DOF系统。为了区分有序和混沌运动，我们使用小排列指数（SALI）方法，这是一种快速但非常准确的工具。毫无疑问，动力学的最重要的元素是位于指数为1的拉格朗日点$L_2$和$L_3$附近的正常双曲不变流形（NHIMs）。这些流形引导恒星在鞍点上流动，同时它们也触发了环和螺旋的形成。鞍点附近的动态可视化的李雅普诺夫轨道的分岔图，以及通过限制的庞加莱映射的NHIM。此外，我们揭示了半长轴的酒吧如何影响这些流形的结构，确定最终的恒星结构（环或螺旋）。我们的数值模拟结果表明，在弱棒星系中，$R_1$环或$R_1'$伪环的形成是有利的。在中等和强棒的星系的情况下，不变流形似乎引起$R_1R_2$环和双螺旋形成，分别。我们还将我们的数值结果与早期的相关工作和观测数据进行了比较。
2016-12-28 astro-ph.GA
Manifold spirals, disc-halo interactions and the secular evolution in N-body models of barred galaxies
棒旋结构的流形理论提供了一个动力学机制，解释了如何在星系棒的两端之外的螺旋臂可以由延伸到棒的共同旋转区之外的混沌流来支持。我们讨论了它的适用性N-体模拟的长期不断发展的棒星系。在这些模拟中，我们观察到连续的“事件”的螺旋活动，导致随时间变化的光盘形态。除了光盘自激，我们提供了一个新注意到的激励机制有关的“偏心”效应的证据：粒子在细长的轨道在重大事件导致光盘的质量中心反冲，并设置在摆动型轨道相对于晕质心。由上述机制引起的圆盘上的随时间变化的m=1扰动与杆之外的非轴对称活动的新事件的激发相关。在每一个新的激励，流形作为动力学途径吸引粒子的方向远离共转沿混沌轨道。事实上，流形演变形态的时间，由于不同的非轴对称扰动，允许调和流形与存在的多个模式和频率的光盘。我们发现一个时间振荡模式的速度曲线$Ω_p(R)$在距离R之间的酒吧的共转，在共振与连续的最小值和最大值的非轴对称活动超出酒吧。最后，我们讨论磁盘热化，即，盘速度分散分布的演变及其与盘对歧管螺旋的响应的关系。
2019-01-03 astro-ph.GA
Recovering the gravitational potential in a rotating frame: Deep Potential applied to a simulated barred galaxy
本文将Deep Potential扩展至旋转系统，仅用恒星速度快照即可恢复模拟棒旋星系的引力势、密度与棒图样速度，并推断暗物质密度径向分布。
2023-09-29 astro-ph.GA
The Phase Space Structure in the vicinity of vertical Lyapunov orbits around L1,2 in a barred galaxy model
研究了三维棒星系模型中不稳定拉格朗日点L1，2附近的相空间结构和垂直李雅普诺夫周期轨道附近的轨道扩散。通过扰动这些周期轨道的初始条件，我们在4D截面空间中发现了以下五种类型的轨道结构：（i）环状结构，在大的时间间隔内粘在单和双不稳定垂直李雅普诺夫周期轨道的不稳定不变流形上。(ii)二维环面属于在该区域中存在的稳定周期轨道周围的准周期轨道。它们要么与围绕L4，5的垂直稳定周期轨道相关联，要么与“稳定异常”周期轨道相关联。(iii)轨道粘在这些环面上很长一段时间，形成“粘性环面”，然后慢慢离开它们。(iv)具有强烈混沌行为的点云。这种结果云的扩散速度很慢，因为它们受到“稳定反常”周期轨道周围环面的阻碍。(v)环形带是指在不稳定反常周期轨道的不稳定不变流形上长时间附着的点。通过继续积分，我们发现，最终他们成为强烈的混乱，但保持小的扩散速度，由于存在的环面周围的稳定的异常周期轨道。
2022-09-21 astro-ph.GA math.DS nlin.CD
Recovering the pattern speeds of edge-on barred galaxies via an orbit-superposition method
针对侧面对着的棒旋星系，开发轨道叠加法恢复棒状结构角速度Ωₚ，通过Auriga模拟星系的MUSE类模拟数据集验证，在不同视角和约束下能有效恢复真实值，2σ置信水平始终包含真实值。
2025-08-06 astro-ph.GA
Formation of young boxy/peanut bulges in ringed barred galaxies
我们研究了方形和花生形（B/PS）凸起的形成机制是否取决于星系的气体含量。我们已经进行了N体模拟和没有气体成分。在第二种情况下，恒星形成/反馈配方也被用来创造新的恒星星族。和以前的许多研究一样，在我们的N体无碰撞模拟中，B/PS是由于z镜像对称性的经典破缺，持续了大约2亿年。当一个气体成分和恒星形成配方被添加到模拟中时，膨胀生长机制就完全不同了。诞生于薄气盘中的年轻恒星星族，在线性水平和垂直ILR的共同作用下，迅速进入垂直共振轨道。这导致了B/PS球主要由比周围的恒星年轻的恒星物质构成。轨道结构的非线性分析表明，在这两种情况下，负责B/PS的主轨道族是不同的。2：2：1的轨道占主导地位的碰撞模拟，而额外的非对称家庭有助于B/PS，如果耗散组件存在，可以形成新的恒星。我们发现2：3：1和2：5：1轨道捕获了相当大一部分质量。在年轻星族变厚的同时，还出现了一个平环盘星成分。这是由于恒星形成在一个位于中央kpc的核气体盘中，在ILR内部，并通过大尺度杆施加的扭矩在那里积累。值得注意的是，它在整个模拟过程中保持平坦，尽管它发展了一个核棒，导致了一个双棒星系。我们预测，两个人口的B/PS凸起可能存在，甚至共存于同一个星系。
2009-02-04 astro-ph.GA
Invariant manifolds in barred galaxy simulations. I. Material density waves
Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）；Institut d’Estudis Espacials de Catalunya（加泰罗尼亚空间研究所）；Lund University（隆德大学）
研究孤立 barred星系 N-body 模拟中螺旋结构的动力学起源和运动学特征，探讨不变流形理论是否能区分盘粒子并识别构建维持螺旋臂的粒子。
2026-04-29 astro-ph.GA
Formation of asymmetric arms in barred galaxies
我们建立了一个动力学机制来解释在一些棒斑盘星系中观察到的臂之间的不对称性的起源，其中从棒斑端发出的两个臂中的一个是非常明确的，而第二个显示出参差不齐的结构，在其脊和棒斑之间延伸。为此，我们研究了杆两端不稳定平衡点附近的李雅普诺夫周期轨道的不变流形。来自星系中心的物质沿着这些流形被输送到外围，形成了从棒末端发出的螺旋臂。如果星系中心的质量分布不是均匀的，因为一个不对称的杆的一边比另一边强，或者因为一个非中心的凸起，在杆的两端的两个不稳定的拉格朗日点的动力学也不会是对称的。其中一个不变流形变得比另一个更广，包含一个更小的截面，其上的逃逸轨道更少，分散在更宽的区域中。结果是一个较弱的手臂，比酒吧另一端的手臂更破烂。
2023-01-26 astro-ph.GA
Using Harmonic Decomposition to Understand Barred Galaxy Evolution
利用调和基函数展开分析方法研究了恒星盘和暗物质晕系统的n体模拟中棒形成的机制和演化阶段，并对棒演化的动力学机制进行了表征.我们使用经验正交函数，作为一个空间滤波器，形成引力势的基础，相关的轨道家庭酒吧的发展阶段。在这两个模型中，我们发现证据的三个阶段的演变与独特的谐波签名。我们恢复已知的分析结果，如酒吧放缓由于角动量转移。我们还发现了新的动力学机制酒吧的演变：一个稳态的平衡配置和谐波相互作用导致谐波锁模，这两者都可以观察到。此外，我们发现，椭圆拟合可能会严重高估杆长度的测量值的两个因素相对于测量的基础上的轨道，包括真正的骨干支持酒吧的功能。这种偏差会导致对棒质量和棒模式速度的高估，从而影响对真实宇宙中棒演化的推断，例如具有快速模式速度的棒的比例。我们提出了一个直接的观测技术来计算的径向范围内的捕获轨道，并确定一个动态长度的酒吧。
2019-03-19 astro-ph.GA
Recovering pattern speeds of simulated face-on barred galaxies via Schwarzschild modelling
Max-Planck-Institut für Extraterrestriche Physik（马克斯·普朗克地外物理研究所）；Universitäts-Sternwarte München（慕尼黑大学天文台）
本文提出新的Schwarzschild轨道叠加代码，通过N体模拟数据测试其对近正面对向及完全正面对向棒旋星系模式速度等参数的恢复能力，获较高精度，为传统方法失效的正面对向棒旋星系研究提供新途径。
2026-08-03 astro-ph.GA
Using Torque to Understand Barred Galaxy Models
我们通过测量矩来跟踪棒星系n体模拟中的角动量转移，以了解棒-盘-暗物质晕系统演化的动力学机制。我们发现了棒星系演化的三个不同阶段的证据：组装，长期增长和稳态平衡。使用的磁盘到轨道家庭的分解，我们跟踪酒吧质量和角动量通过时间和相关的数量与阶段的演变。我们遵循粒子之间的角动量转移，并确定占主导地位的扭矩通道。我们发现，晕模型介导的组装和生长的酒吧高中心密度晕，和外盘介导的组装和生长的酒吧在低中心密度晕模型。这两个星系都表现出一个稳定状态的平衡相，其中的酒吧既不延长也不减慢。稳态平衡是由获得和失去角动量的粒子之间的扭矩平衡引起的。我们提出的观测指标，可以用来帮助确定一个棒星系的演化阶段，并讨论了星系演化的阶段作为一个整体的影响。
2019-10-08 astro-ph.GA
Practical application of KAM theory to galactic dynamics: II. Application to weakly chaotic orbits in barred galaxies
由于Contopoulos的开创性工作，一个强棒星系被认为在棒附近有不规则的轨道。根据定义，不规则轨道不能在相空间中处处用作用角环面表示。这挫败了微扰理论，并使我们对它们在星系结构和演化中的作用的理解变得复杂。本文定性地介绍了一种基于KAM理论的新方法，该方法基于文献1中描述的环面直接计算，用于研究规则和不规则轨道的形态，并将其应用于星系盘棒。使用这种方法，我们发现，大部分的相空间内的酒吧半径成为混乱的强酒吧，除了一个小区域之间的相空间的ILR和共转共振轨道的中等椭圆度。这有助于解释的优势，适度偏心杆支撑轨道的酒吧的强度增加。这也表明，酒吧的力量可能受到混乱的限制！由于分界线分裂，在主共振周围形成的随机层导致了混沌。大多数轨道规则性的研究都是通过数值计算李雅普诺夫指数或相关指数来进行的。我们发现，李雅普诺夫指数诊断不佳的随机性程度在这个问题中，随机鞘中的岛结构允许轨道改变形态，同时呈现非常小的李雅普诺夫指数值（即弱混沌）。例如，一个弱混沌轨道可能会自发地改变它的形态，而除了改变本身之外，它看起来是规则的。数值KAM方法灵敏地检测这些动态，并提供了一个模型的哈密顿量进行进一步的调查。对于强扰动，它可能低估了破环的数目。
2015-08-24 astro-ph.GA nlin.CD
Projection Effects in Barred Galaxies Causing Wrong Interpretation of Radial Flows
Observatoire de Paris, LUX, CNRS, PSL University, Sorbonne University（巴黎天文台，LUX，法国国家科学研究中心，巴黎文理研究大学，索邦大学）；Collège de France（法兰西学院）
研究 barred 星系中投影效应如何导致径向流动的误判，通过模拟数据探讨 kinematics 模型算法在不同倾角和棒方向下的表现。
2026-02-08 astro-ph.GA
Morphologies arising from the gas flow in the innermost kiloparsec of barred galaxy models
Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (MPE)（马克斯·普朗克地外物理研究所）；Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA)（马克斯·普朗克天体物理研究所）；Research Center for Astronomy and Applied Mathematics, Academy of Athens（雅典科学院天文与应用数学研究中心）；Aix Marseille Université（艾克斯-马赛大学）
研究通过流体动力学模拟探讨 barred星系中气体流动对核环和螺旋形态的影响，确定声速对结构形成的关键作用。
2026-01-07 astro-ph.GA
Regular and chaotic orbits in barred galaxies - I. Applying the SALI/GALI method to explore their distribution in several models
在星系模型中，轨道的混沌和规则行为的区别是一个重要的问题，可以帮助我们理解星系动力学演化。在本文中，我们处理这个问题，通过应用技术的较小（和广义）ALingment指数，SALI（和GALI），广泛的样本轨道通过数值积分的运动方程在一个棒星系的潜力。我们估计第一部分的混沌和定期轨道的两个自由度（DOF）的情况下（其中星系只在（x，y）-空间），并表明它是一个非单调的功能的能量。对于该模型的三自由度扩展（在z方向上），我们通过探索不同的初始条件集和改变模型参数（如杆的质量，尺寸和图案速度）给出了类似的估计。我们发现，经常运动是更丰富的小径向距离从星系的中心，那里的相对非轴对称强迫是相对较弱的，并在小距离从赤道平面，在稳定的周期性轨道周围的陷阱是很重要的。我们还发现，在一个现实的范围内的值的酒吧模式的速度的变化，并没有太多的影响相空间的定期和混乱的运动的分数。使用不同的初始条件，我们表明，混沌运动是占主导地位的星系模型，其酒吧组件是更大规模的，而模型与胖或厚酒吧一般更经常的行为。最后，我们发现，轨道的比例是混乱的强烈相关的酒吧的强度。
2011-03-16 astro-ph.GA nlin.CD
Chaotic motion and the evolution of morphological components in a time-dependent model of a barred galaxy within a dark matter halo
星系动力学中的动力学稳定性（混沌运动与规则运动）的研究通常依赖于总引力势的静态分析模型。基于自洽N体模拟的潜力提供了更真实的模型，充分结合了系统的时间依赖性。在这里，我们的目的是分析的分数的混乱运动在不同形态的星系组成部分。我们希望研究混沌轨道的存在如何随时间演变，以及它们的空间分布如何与星系的形态特征相关联。我们采用了一个依赖于时间的分析势模型，这是来自一个强棒星系的N体模拟。有了这个分析势，我们就可以研究轨道系综的动力学演化。使用广义排列指数（GALI）混沌检测方法，我们研究了混沌轨道的分数，采样的恒星盘和暗物质晕的动力学。在星盘内，混沌运动的总体趋势是随时间减少，特别是在酒吧的区域。我们仔细研究了演化过程中不同的状态变化（永久混沌的轨道，永久规则的轨道，开始规则而结束混沌的轨道，以及开始混沌而结束规则的轨道），将轨道类型追溯到它们的共同起源。在暗物质晕内，混沌运动也随着时间的推移而在全球范围内减少。内晕（r <5kpc）是混沌轨道最多的区域，也是演化早期唯一一个混沌轨道多于规则轨道的区域。
2016-04-07 astro-ph.GA nlin.CD
Forming Double-barred Galaxies From Dynamically Cool Inner Disks
大约三分之一的早期棒星系拥有小规模的次级棒。这种双棒星系的形成和演化仍然远未得到很好的理解。为了理解这样的系统的形成，我们探索了一个大的参数空间的孤立的纯磁盘模拟。我们发现，一个动态冷却的内盘嵌入在一个较热的外盘可以自然地产生一个稳定的二级酒吧，而外盘形成一个大规模的主酒吧。内外盘的独立杆不稳定性导致长寿命的双杆结构，其动力学性质与观测相当。这种形成情景表明，次级沙坝可能是由一般沙坝不稳定性形成的，与初级沙坝相同。在某些情况下，棒和盘的相互作用导致两个棒对齐或单个核棒。模拟的中心足够冷，可以经历团块不稳定性，也可能产生稳定的双棒星系。在这种情况下，次级条是"快速"的，即，杆长度接近共转半径。这是首次报道含有快速次级棒的双棒星系。以前基于轨道的研究表明，快速二级棒在动力学上是不可能的。
2015-03-09 astro-ph.GA
Orbit-based structural decomposition and stellar population recovery for edge-on barred galaxies
Westlake University（西湖大学）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；Villanova University（维拉诺瓦大学）；University of Michigan（密歇根大学）；University of Vienna（维也纳大学）；Cardiff University（卡迪夫大学）
本研究提出了一种基于轨道的结构分解方法，用于恢复侧视 barred 星系的恒星群体和化学性质，实现了对不同结构的质量分数和金属度梯度的高精度恢复。
2026-03-07 astro-ph.GA
Testing theories in barred spiral galaxies
根据最近提出的一个版本的“流形”理论，解释了与混沌轨道有关的螺旋和环的起源，与较弱的酒吧星系相比，具有较强酒吧的星系应该有更高的螺旋臂俯仰角。利用俄亥俄州立大学亮星系巡天中的一个棒旋星系子样本，分析了旋臂的俯仰角。这些进行了比较，从文献中获得的酒吧的实力。结果发现，星系中的螺旋臂保持对数形状超过70 $\degr$似乎证实了预测的趋势。
2011-10-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Non-Axisymmetric Influence: Radius and Angle-Dependent Trends in a Barred Galaxy
本研究利用 N 体模拟分析星系棒导致的径向混合，揭示恒星迁移随方位角和半径变化的三区结构，并探讨用金属度趋势反演初始梯度与重排历史。
2023-11-03 astro-ph.GA
SDSS-IV MaNGA: pattern speeds of barred galaxies
MaNGA项目已经获得了数千个邻近星系的IFU数据，包括棒星系。利用IFU提供的二维光谱和运动学信息，我们可以测量棒星系的斑图速度，它决定了棒星系的动力学。我们应用Tremaine \& Weinberg提出的非参数方法估计了53个棒星系的条形图速度，这是迄今为止以这种方式研究的最大样本。我们的样本来自MaNGA第一次公开数据发布，作为SDSS Data Release 13的一部分，主要根据杆和盘之间的轴比和位置角差，而运动学数据来自后来的SDSS Data Release 14。我们已经使用了光度图像的光度位置角和恒星速度图的运动位置角来推导图案速度。结合三个独立的酒吧长度测量和圆速度从牛仔裤各向异性建模（JAM），我们还确定了无量纲比$\cal{R}$的共转半径的酒吧长度。我们发现，星系的位置角是主要的不确定性，在确定的酒吧模式的速度。运动学位置角比光度学位置角导致更少的超快棒，这可能是由于测量运动学位置角的方法。我们研究了$\cal{R}$值对星系性质的依赖性，例如JAM模型中的暗物质分数和恒星星族合成（SPS）中的恒星年龄和金属丰度。钢筋长度与钢筋强度之间存在正相关关系：钢筋越长，钢筋强度越高。然而，没有发现其他显著的相关性，这可能是由于推导$\cal{R}$值时的误差，或者是由于星系棒复杂的形成和减速过程。
2018-10-08 astro-ph.GA
Stellar diffusion in barred spiral galaxies
通过计算初始Safronov-Toomre-Q_T参数不同的球状盘晕N体自洽系统的局部空间扩散系数和扩散时标，对典型棒斑盘星系平面内恒星的径向扩散进行了经验刻画.我们发现不同的扩散方案，取决于酒吧的强度和磁盘的不稳定程度。对于Q_T \sim为1的边缘稳定盘，有两类具有不同角动量和能量的棒轨道，这决定了在共转区域有一个大的扩散。在热盘中，QT> 1，恒星扩散相对于边缘稳定盘的情况是减少的。在冷模型中，我们发现空间扩散在时间上不是恒定的，并且强烈地依赖于棒的活动，棒可以循环地在整个盘上移动恒星。我们的结论是，现实地研究径向迁移对银河系的化学演化建模的影响，酒吧的作用必须考虑在内。
2011-08-29 astro-ph.GA
Rings and spirals in barred galaxies. III. Further comparisons and links to observations
在一系列的论文中，我们提出了一个理论来解释的形成和性质的环和螺旋的棒星系。这些结构的构建块是由位于杆的端部附近的不稳定拉格朗日点发出的流形引导的轨道。在本文中，系列的最后一个，我们提出了更多的比较我们的理论结果的观测，也给出了新的预测进一步的比较。我们的理论提供了正确的积木矩形样酒吧轮廓和ansae。我们认为我们的结果可以用来估计的模式速度值，以及它们对丰度梯度的影响在棒星系。我们提出了沿流形轨迹的运动学，允许与观察到的沿环和螺旋轨迹的运动学进行比较。我们考虑气体臂及其与恒星臂的关系。我们讨论了几个理论方面，并强调，构成积木的螺旋和环的轨道是混乱的。然而，它们在空间上被流形很好地限制，因此能够勾勒出相关的结构。这种混沌可以被称为“受限混沌”，在理解星系结构的形成和演化以及一般的星系动力学方面可以发挥非常重要的作用。这项工作，与其他几个人的协议，令人信服地认为，银河系动力学的研究不应仅限于研究有规律的运动和轨道。
2010-05-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Interplay Between Chaotic and Regular Motion in a Time-Dependent Barred Galaxy Model
研究了含时哈密顿棒星系模型中混沌运动和规则运动的区别和定量。最近，一个很强的相关性被发现之间的强度的酒吧和混沌运动的存在，在这个系统中，作为模型与相对较强的酒吧被证明表现出更强的混沌行为相比，那些具有较弱的酒吧组件。在这里，我们试图进一步探索这种联系，通过研究混沌和恒星轨道的规则行为之间的相互作用时，模型的参数随时间演变。例如，当在模型的质量参数中引入线性时间依赖性来模拟实际N体问题的自洽相互作用的效果时，就会发生这种情况。因此，我们观察到，在这个简单的时间依赖模型中，棒的质量的增加导致系统的混沌性增加。我们提出了一种新的方法，使用广义排列指数（GALI）的方法作为一个可靠的标准来估计的相对分数的混沌与正规轨道在这样的时间依赖的潜力，这被证明是更有效的比计算的李雅普诺夫指数。特别是，GALI即使在相对较小的时间间隔内也能够捕捉到轨道（或轨道系综）性质的细微变化，这使其成为检测依赖时间的系统中的动态转变的理想选择。
2012-12-12 astro-ph.GA nlin.CD
Invariant manifolds in barred galaxy simulations. III. Self-regulated weakening of strong spiral arms
Universitat de Barcelona (UB)（巴塞罗那大学）；Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)（加泰罗尼亚太空研究所）；Lund University（隆德大学）
本研究通过AGAMA模拟发现，棒旋星系强旋臂因引力势重塑使平衡点偏移，经约200亿年自调节反馈弱化后可恢复，首次揭示不变流形与旋臂的耦合机制，证明强旋臂是暂态的。
2026-07-31 astro-ph.GA
Introducing a new 3D dynamical model for barred galaxies
研究了由球对称中心核、杆和圆盘组成的解析现实三维模型的正则或混沌动力学。为了描述棒的性质，我们引入了一个新的简单动力学模型，并探讨了它的所有参数，如棒的质量和标度长度，棒的长半轴和角速度以及能量对轨道性质的影响。相空间的有序和混沌运动的区域被确定依赖于这些参数，并打破旋转对称性。首先，我们详细研究了在不变平面$z = p_z = 0$使用庞加莱映射作为基本工具的动力学，然后我们研究了全三维的情况下，使用SALI方法作为主要工具区分秩序和混沌。我们还提出了强有力的证据，通过数值模拟，我们的新的酒吧模型可以真实地描述所观察到的双螺旋结构的形成和演化的棒星系。
2015-11-16 astro-ph.GA
Why are some galaxies not barred?
虽然在本宇宙中超过三分之二的恒星形成盘星系是有棒的，但有些星系仍然没有棒，占据了哈勃音叉图的上半部分。数值模拟几乎总是自发地产生酒吧，所以它仍然是一个挑战，以了解星系如何有时阻止酒吧形成。使用一组无碰撞模拟，我们首先重现的共同结果，冷恒星盘周围的经典凸起变得非常不稳定的非轴对称扰动，导致快速形成的螺旋结构和酒吧。然而，我们的分析表明，具有紧凑的经典凸起（其平均密度大于或相当于凸起半质量半径内计算的盘密度）的星系模型能够防止至少4 Gyr的酒吧形成，即使当恒星盘是最大的，并具有低的Toomre Q。这样的棒阻止是几个因素的结果，例如（a）具有高角速率的小的内部Lindblad共振，其污染具有$x_2$轨道的初始棒，（b）角动量的快速损失，伴随着在低Q盘中从最初强的棒和螺旋不稳定性在中心的快速加热，换句话说，在星系中心区域，随机能量与旋转能量之比的初始值迅速上升到大于$\sim5$的值。
2018-03-28 astro-ph.GA
Impulsive Gas Fueling to Galactic Center in a Barred Galaxy Due to Falls of Gas Clouds
本研究利用多相气体数值模拟发现，棒旋星系$x$-2环中的气体云经碰撞和II型超新星能量注入偏离轨道、损失角动量后坠入中心，形成脉冲式气体供给。
2024-01-23 astro-ph.GA
Spiral arm formation mechanisms: Spiral Structure in Barred galaxies. Observational constraints to spiral arm formation mechanisms
我们发展了一种确定共转半径的方法，使我们能够详细地绘制出棒旋星系的径向共振结构。在这里，我们已经结合了这些信息与新的确定的酒吧的强度和螺旋臂的最里面的一段的螺距角，找到这些参数之间的关系的相关星系的动力学演化。我们展示了（1）棒的质量分数，（2）标度棒的角动量，（3）俯仰角，（4）剪切参数如何沿哈勃序列变化，我们还绘制了沿哈勃序列（5）标度棒的长度，（6）棒的共旋半径与棒的长度之比，（7）标度棒的图案速度，（8）棒的强度。值得注意的是，参数（2）、（5）、（6）、（7）和（8）都在Scd类型下显示出其行为的中断。我们发现，具有高剪切力的杆只有小的螺距角，而具有大螺距角的杆必须具有低剪切力;我们还发现螺距角与杆强度呈普遍相反的趋势。一个乍看起来似乎违反直觉的推论是，质量最大的棒旋转得最慢，但角动量最大。在进一步的一组详细结果中，我们在这里挑选出旋臂数与棒外共旋数之比为2：1。这些结果对盘杆演化理论具有指导意义。
2019-01-15 astro-ph.GA
How can double-barred galaxies be long-lived?
双棒星系几乎占所有棒星系的三分之一，这表明嵌入大尺度主棒中的次级恒星棒是长寿的结构。然而，到目前为止，很难自洽地模拟一个维持两个嵌套恒星棒超过几个旋转周期的盘状星系。已经进行了包括恒星形成配方在内的N体/流体动力学模拟。它们的性质已经与最近的观测数据进行了比较，以证明它们是双棒星系的代表，甚至是SB 0。在动态共振和酒吧模式的重叠已经使用傅立叶频谱图。双棒星系已经成功地模拟了长达7 Gyr的寿命。次级棒的恒星星族平均比主大尺度棒年轻。这些模拟的一个重要特点是没有任何谐振重叠的几个陀螺。特别是，没有重叠之间的主要酒吧ILR和次要酒吧共转。因此，模式耦合不能维持次级杆模式。恒星的形成在这里被确定为可能负责将能量带到核模式。恒星的形成也限制了中心区域的气体量，这防止了维持次级棒的轨道被破坏。因此，第二条可以溶解，但在大约之后重新出现。1 Gyr.当恒星形成被关闭时，与次级棒相关的动力学扰动需要几个陀螺才能完全消失。双酒吧可以长寿命的数值模拟与气体成分，即使在没有重叠的共振或模式耦合，只要恒星形成仍然活跃在中心区域的核酒吧所在。
2015-02-02 astro-ph.GA
How to recover both velocity components in discs of barred galaxies with integral-field spectroscopy
我们提出了一种新的方法，推导出两个速度分量在赤道平面的一个禁止恒星光盘从观察到的视线速度，假设一个薄盘的几何形状。该方法可以应用于大偏离圆周运动，并不需要多极分解。它是基于假设的酒吧是接近稳态（即不演变快），形态和运动学是对称的，相对于酒吧的主轴。推导了该方法所用的方程，并分析了观测误差对反演速度场的影响。我们表明，这种方法通过一个简单的玩具模型产生有意义的结果。我们也适用于积分场数据的NGC936的方法，我们恢复两个速度分量的磁盘。知道这两个速度分量的光盘，即不可观测的横向速度，除了视线速度，提出了额外的约束动力学模型，并允许新的方法来确定参数，是至关重要的特征星系。
2012-09-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Long-lived double-barred galaxies in N-body simulations
许多棒星系的中心都有小尺度的次级棒。这种双棒星系的演化仍然没有得到很好的理解，部分原因是缺乏现实的N体模型来研究它们。在这里，我们报告的旋转pseudobulges的存在下产生这样的系统。我们证明了高质量和力分辨率无碰撞N体模拟，长寿命的二级酒吧可以自发形成，而不需要气体，与以前的说法相反。我们发现，二级酒吧旋转速度比主要的。旋转不是刚性的：次级杆脉动，当它们旋转通过初级杆时，它们的振幅和图案速度振荡。这种自洽的研究支持以前的工作的基础上轨道分析的潜在的两个刚性旋转杆。我们还描述了双棒星系的N体模拟的密度和运动学特征，与观测结果进行比较，以更好地了解这种星系。次级棒的脉动性质可能对理解双棒星系的中心区域具有重要意义。
2010-02-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Discovery of a Barred-Spiral Galaxy at $z_{spec}$ = 3.16 I: Bar Identification and Properties
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）；Department of Astronomy, University of Washington（华盛顿大学天文系）；Department of Astronomy, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校天文系）；Cosmic Frontier Center, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校宇宙前沿中心）；Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA（天体生物学中心（CAB），西班牙国家研究委员会-西班牙航空航天技术研究所）；Department of Astronomy, University of Wisconsin, Madison（威斯康星大学麦迪逊分校天文系）；MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research（麻省理工学院卡弗里天体物理与空间研究所）
利用JWST/NIRCam成像和Keck/MOSDEF光谱，在红移3.159处发现了一个棒旋星系COSMOS-74706，通过三种独立方法确认了棒状结构，表明大爆炸后20亿年内已存在旋转支撑盘星系。
2026-08-21 astro-ph.GA
Fast cloud-cloud collisions in a strongly barred galaxy: Suppression of massive star formation
最近的星系观测表明，恒星形成活动的变化取决于星系环境。为了了解银河尺度恒星形成的多样性，了解极端环境下巨型分子云的形成和演化至关重要。我们专注于观测证据，酒吧在强棒星系缺乏大质量的恒星，即使分子气体的数量足以形成恒星。本文利用NGC 1300观测结果中的恒星势，对一个强棒星系进行了流体动力学模拟，并比较了棒臂、棒端和旋臂等不同星系环境下的云性质。我们发现，云的维里参数的平均值为1，没有环境依赖性，表明云的引力束缚态并不落后于观测证据的缺乏大质量恒星的强酒吧。相反，我们专注于云-云碰撞，这被认为是大质量恒星形成的触发机制。我们发现，在酒吧的碰撞速度比在其他区域快。我们使用云的运动学研究碰撞频率，并得出结论，在酒吧的快速碰撞可能源于随机的云运动，由于椭圆形的气体轨道移动的酒吧潜力。这些结果表明，在强棒中观察到的缺乏活跃的恒星形成的区域起源于快速的云-云碰撞，这是低效的形成大质量恒星，由于银河系尺度的激烈的气体运动。
2020-03-26 astro-ph.GA
Schwarzschild Modeling of Barred S0 Galaxy NGC 4371
本文首次将含三维棒的Schwarzschild方法应用于棒旋S0星系NGC 4371，结合TIMER和ATLAS3D运动学数据，测得棒模式速度并揭示其慢棒性质及棒区高暗物质比例，同时分解出BP/X棒等多种三维轨道结构。
2024-09-04 astro-ph.GA
Galactic Rings Revisited. II. Dark Gaps and the Locations of Resonances in Early-to-Intermediate Type Disk Galaxies
暗隙通常出现在具有内外环或相关特征的早中期棒星系中。本文对54个棒星系和椭圆环星系的形态进行了研究，目的是确定暗隙告诉我们关于棒星系的结构和演化的信息。分析主要基于从银河动物园2数据库和南环星系表中选择的星系。内环和外环之间的暗隙之所以令人感兴趣，是因为它们可能与存在于条形或椭圆形引力势中的L4和L5拉格朗日点相关联。由于这些点理论上应该非常接近棒斑图的共转共振（CR），因此这些间隙提供了在某些星系中定位共转的可能性，只需测量间隙区域的半径rgp并设置rCR=rgp。通过额外假设一般平坦的旋转曲线，可以预测其他共振的位置，并与观察到的形态特征进行比较。结果表明，这种“间隙方法”提供了非常一致的解释早期到中期型棒星系的形态。该文件还提请注意的情况下，黑暗的差距位于内环内，而不是内外环之间。与内环/外环间隙相比，这些可能具有不同的起源。
2017-06-08 astro-ph.GA
Chaos and dynamical trends in barred galaxies: bridging the gap between N-body simulations and time-dependent analytical models
自洽N体模拟是研究星系动力学的有效工具。然而，使用它们来详细研究单个轨迹（或集合）可能具有挑战性。这种轨道研究对于揭示全局相空间性质是重要的，这是观察到的结构的根本原因。描述自洽模型所需的势是时间依赖的。在这里，我们的目标是调查一个非自治的星系系统，其随时间变化的潜力充分模仿某些现实的趋势所产生的N体棒星系模拟的动力学特性（定期/混沌运动）。我们构造了一个完全含时的解析势，模拟了盘、杆和暗物质晕的引力势，并通过模拟得到了它们的含时参数。我们研究了其减少的时间无关的2度自由度模型的动力学稳定性，绘制与某些轨道形态相关的不同的稳定岛屿，并检测混沌和规则区域。在全3自由度时间依赖的情况下，我们显示了经历典型动力学行为的代表性轨迹，即，不同时期的规则运动和混沌运动之间的相互作用。最后，我们研究其潜在的全球动力学转变，估计分数（不）稳定运动的初始条件采取的合奏模拟。对于这样的系综，规则运动的分数随时间增加。
2013-12-03 astro-ph.GA nlin.CD
