Buckling instability in tidally induced galactic bars
在模拟中产生的强星系棒往往会经历一段屈曲不稳定期,这会使它们变弱和变厚,并在它们的中心部分形成一个四方形/花生状结构。这一理论预测已经通过在真实星系中识别这种形态得到证实。然而,这种不稳定性的性质和起源仍然知之甚少,一些研究声称它是由于消防水带不稳定性,而另一些研究则将其与支持酒吧的恒星轨道的垂直不稳定性联系起来。星系棒形成的通道之一是通过盘状星系与显著质量的扰动的相互作用。潮汐诱导的酒吧提供了一个独特的可能性研究屈曲不稳定性,因为它们的形成可以通过改变相互作用的强度,同时保持星系的初始结构相同的控制。我们使用了一组四个模拟的飞越相互作用,其中一个星系的轨道上形成一个酒吧,这是更强的潮汐力。我们通过计算不同的运动学特征来研究它们的屈曲,包括垂直方向上的平均速度分布,以及盘平面外的杆的变形。虽然我们的两个最强的酒吧最强烈的屈曲,有没有直接的关系之间的比例的垂直水平速度色散和酒吧的屈曲的敏感性,所需的消防水龙带不稳定性的解释。虽然我们最弱的酒吧,一个更强的没有,它的分散率仍然很低,它成长为最强的所有在进化结束。相反,我们发现,在屈曲的垂直和径向轨道频率之间的共振变得广泛,因此能够修改恒星轨道在一个显着的半径范围。我们的结论是,垂直轨道不稳定性是更合理的解释屈曲的起源。
2019-02-20 astro-ph.GA
The Origin of Buckling Instability in Galactic Bars: Searching for the Scapegoat
恒星杆的屈曲过程充满了未解决的问题。我们使用高分辨率N体模拟分析了恒星杆屈曲不稳定性的起源。以往的研究认为,非共振水龙带失稳是引起水龙带竖向屈曲的主要原因。我们已经分析了屈曲过程中的恒星轨道在酒吧,泵能量垂直振荡的共振激发。我们发现:(1)屈曲与中心质量浓度的突然增加有关,并触发了沿杆和沿其旋转轴的速度。(2)当用等密度线或拉普拉斯面曲率测量弯曲振幅时,弯曲振幅是非线性的,它对恒星运动有重要影响;(3)在线性描述中,平面和垂直方向的2:1共振仅在屈曲时出现,并迅速达到重叠阶段,从而支持能量传递;(4)利用非线性轨道分析方法,分析了恒星沿杆和沿自转轴的振动,发现恒星在发生屈曲的同时,也会发生垂直2:1共振。重叠的平面和垂直的2:1共振捕获超过25%的酒吧粒子提供的'吸烟枪'指向恒星轨道的弯曲和共振作用之间的密切关系-这些粒子提供了必要的成分,确保在不断增长的垂直不对称性的凝聚力响应。我们的结论是,共振激励是重要的触发屈曲不稳定性,和消防水龙带不稳定的贡献应重新评估。最后,我们讨论了一些观察屈曲的影响。
2023-03-02 astro-ph.GA
Caught in the Act: Direct Detection of Galactic Bars in the Buckling Phase
大多数大质量盘状星系,包括我们自己的星系,都有垂直厚的内部区域的恒星棒-所谓的“盒子/花生形”(B/P)凸起。最常见的B/P凸起的形成机制是棒中剧烈的垂直“屈曲”不稳定性,这在N体模拟中已经出现了20多年,但从未在真实星系中发现。在这里,我们提出了两个邻近星系(NGC 3227和NGC 4569)正在进行的屈曲的第一个直接观测证据,包括特征不对称等照度线和(在NGC 4569中)与模拟屈曲相匹配的恒星运动学不对称性。这证实了在真实星系中发生了屈曲不稳定性并产生了B/P凸起。如果屈曲阶段持续~0.5--1 Gyr,则杆演化的玩具模型产生与观测一致的屈曲杆局部分数,与模拟一致。
2016-07-05 astro-ph.GA
On the nature of buckling instability in galactic bars
本研究通过模拟揭示星系棒屈曲分为两阶段:垂直共振驱动扭曲增长,随后弯曲波缠绕,与消防水带不稳定性无关。
2025-06-26 astro-ph.GA
The Carnegie-Irvine Galaxy Survey. V. Statistical study of bars and buckled bars
模拟表明,杆受到垂直屈曲不稳定,转换成盒状或花生形结构的细杆,但屈曲发生所需的物理条件还没有完全理解。我们使用的本地盘星系的大样本中的伯奇-欧文星系巡天检查的酒吧和扣酒吧在哈勃序列的发病率。根据椎间盘倾角($i$),屈曲的杆表现为盒状/花生状凸起(高$i$)或杆透镜结构(低$i$)。我们直观地识别酒吧,四四方方/花生形的凸起,和barlenses,并检查酒吧和屈曲酒吧分数对宿主星系的属性,包括哈勃类型,恒星质量,颜色和气体质量分数的依赖。我们发现,禁止和非禁止磁盘显示这些物理参数的分布相似。在低恒星质量($M_{*} < 10^{10.5}\, M_{\odot}$)和高气体质量比的晚型盘中,棒分数较高(70%~ 80%)。相反,在大质量和早期盘($M_{*} > 10^{10.5}\, M_{\odot}$)附近,屈曲杆分数增加到80%,并随着气体质量比的增大而减小。这些结果表明,酒吧是更难以增长的大规模磁盘动态热比低质量磁盘。然而,一旦形成一个棒,它很容易在大质量的圆盘中弯曲,在那里更深的电势可以维持垂直的共振轨道。我们还发现了一个可能的屈曲杆候选人(ESO 506 $-$ G 004),可以提供进一步的线索,以了解屈曲过程的时间尺度。
2017-07-12 astro-ph.GA
Stellar Bars in Spinning Halos: Delayed Buckling and Absence of Slowdown
本研究通过高分辨率数值模拟分析自旋暗物质晕中恒星棒的演化,发现改变DM密度对恒星棒的振幅、图案速度和屈曲时间等有深远影响,特别是当$λ\gtrsim0.04$时屈曲不稳定性被延迟,恒星棒在平台期保持强健且图案速度恒定,从而解决了观测与N体模拟间的长期差异。
2023-09-12 astro-ph.GA
The Impact of Classical Bulges on Stellar Bars and Box-Peanut-X-Features in Disk Galaxies
通过不同核球质量分数的孤立N体盘星系模拟和轨道频率分析,研究发现更大质量的经典核球会导致更强更延展的棒,并驱动盒-花生X特征(BPX)通过共振穿越形成,且BPX形成不依赖突然共振相交或长时间共振俘获。
2025-02-03 astro-ph.GA
What Makes the Family of Barred Disc Galaxies So Rich: Damping Stellar Bars in Spinning Haloes
我们模拟和分析了宇宙自旋λ ~ 0 - 0.09的自旋暗物质晕中恒星棒的长期演化。利用高分辨率的恒星和DM数值模拟,我们专注于恒星盘和DM晕的各种轴对称形状-球形,扁球形和长球形之间的角动量交换。我们发现,恒星酒吧经历了不同的演变,这是由母晕的能力,通过引力矩的作用,共振和非共振吸收光盘失去的角动量的指导。我们证实了前面的说法,动力杆不稳定性加速通过共振角动量转移到晕。我们的主要研究结果涉及长期的,长期的演化盘晕系统:随着λ的增加,酒吧经历较少的增长和溶解后,他们通过垂直屈曲不稳定。具体地说,随着晕旋转的增加,(1)恒星棒的垂直屈曲不稳定性与内晕不能吸收角动量相结合-这是削弱或破坏旋转晕中棒的主要因素:(2)棒损失的角动量逐渐减少,它们的模式速度趋于稳定;(3)棒较小,当λ>= 0.06时,它们在屈曲后完全停止增长;(4)λ> 0.03的棒具有正转与棒半径之比R_CR / R_b > 2,代表所谓的慢棒,它不显示偏移的尘埃带。我们提供了一个定量分析的角动量转移的盘晕系统,并解释的原因,没有增长的快速旋转晕和它的观测推论。我们的结论是,恒星酒吧的演变比预期的要复杂得多,酒吧并不像迄今为止所认为的那样有弹性。
2018-01-25 astro-ph.GA
Can Stellar Discs in a Cosmological Setting Avoid Forming Strong Bars?
我们调查恒星盘的垂直结构和酒吧的形成之间的联系,使用高分辨率的模拟孤立的星系和宇宙学的背景。特别是,我们模拟了一套孤立的星系模型,具有相同的Toomre Q参数和摆动放大参数,但不同的垂直尺度的高度和速度色散。我们发现,酒吧形成的发病发生在较厚的光盘模型更慢。此外,较厚的盘和在模拟中演化的具有较大力软化的盘也似乎对屈曲更具弹性,这起到调节杆的长度和强度的作用。我们还模拟盘晕系统在宇宙学环境中使用的磁盘插入技术在以前的文件。在这种情况下,酒吧的形成是由一个三轴晕和subhalo-disk相互作用的随机效应和酒吧的初始增长似乎是相对不敏感的磁盘的厚度。另一方面,薄盘在宇宙晕似乎更容易屈曲比厚的,因此酒吧的强度与盘的厚度在孤立的情况下。更重要的是,我们可以在宇宙学模拟中形成具有相对较弱的棒或根本没有棒的盘,只要盘像我们观察到的盘一样薄,并且软化长度小于盘的标度高度。
2018-09-01 astro-ph.GA
Three Mechanisms for Bar Thickening
我们提出了模拟酒吧不稳定的恒星光盘中的酒吧成盒/花生形状。详细分析每个模型的演变,揭示了三种不同的机制增厚酒吧。第一种机制是众所周知的屈曲不稳定性,第二种是通过2:1垂直共振通道的杆轨道的垂直激励,第三种是逐渐增加的杆轨道被困在这个共振的分数。由于许多星系中的棒可能在很久以前就已经形成并变厚了,我们已经检查了棒中恒星速度分布的化石证据模型,找到了一种诊断方法来区分已经弯曲的棒与其他两种机制。
2020-05-11 astro-ph.GA
Violent Buckling Benefits Galactic Bars
银河棒是不稳定的垂直屈曲不稳定性,加热磁盘,并在某些情况下形成一个盒子/花生状隆起。我们分析的屈曲不稳定性作为一个应用程序的经典欧拉屈曲其次是非线性引力朗道阻尼在无碰撞系统。我们发现,屈曲不稳定性是由运动特性和几何形状的酒吧。分析结果进行了比较,孤立的星系包含磁盘和暗物质组件的模拟。我们的研究结果表明,暴力屈曲不会破坏酒吧,而较低的能量屈曲可以溶解的酒吧。经历轻微屈曲的磁盘保持稳定,以酒吧的形成,这可以解释所观察到的酒吧分数在当地的宇宙。我们的结果与最近的调查结果一致。
2019-12-17 astro-ph.GA
Boxy/peanut/X bulges, barlenses and the thick part of galactic bars: What are they and how did they form?
杆具有复杂的三维形状。特别地,它们的内部部分在竖直方向上比更外面的部分厚得多。从侧面看,棒的厚部分通常被称为方形、花生状或X形凸起,从正面看,它被称为棒透镜。这些部件是由于盘和杆的不稳定性造成的,由盘材料组成。我在这里回顾他们的形成,演变和动力学,使用模拟,轨道结构理论和观测比较。
2015-03-16 astro-ph.GA
Bars and boxy/peanut bulges in thin and thick discs III. Boxy/peanut bulge formation and evolution in presence of thick discs
本文通过系统改变厚盘质量分数和盘标长比的N体模拟,揭示厚盘会削弱并扩大b/p核球、缩短棒形成到屈曲的间隔,并影响垂直对称性恢复。
2023-12-07 astro-ph.GA
The Coupling of Galactic Dark Matter Halos with Stellar Bars
共振力矩将恒星棒与暗物质晕耦合在一起。在这里,我们使用高分辨率的数值模拟,以证明长期的角动量之间的恒星酒吧和不同方向的暗物质轨道转移。我们表明,酒吧驱动的反转的暗物质轨道方向可以发挥令人惊讶的大作用的酒吧模式的速度的演变。在主要的共旋晕中,暗物质轨道被困在恒星棒中,形成一个平行的暗物质棒。这个暗物质棒的垂直高度是恒星棒的两倍多。在逆行轨道主导的晕中,形成了一个垂直于恒星棒方向的暗物质尾流。这些暗物质过密度为寻找暗物质湮灭或衰变信号提供了一个新的空间。我们预测银河系中有一个与恒星棒对齐的暗物质棒,以及一个暗物质尾流,其近端应该从银河系中心延伸到银河系经度$l \approx 323^\circ$。
2021-05-10 astro-ph.GA
Massive Clusters in the Inner Regions of NGC 1365: Cluster Formation and Gas Dynamics in Galactic Bars
棒星系中心区域的团簇形成和气体动力学还没有被很好地理解。本文综述了棒旋星系NGC 1365的林德布拉德内共振附近的三个10^7 Msun星团的环境。的形态,质量,和HI和CO气体在螺旋和酒吧地区的流量进行检查的证据的位置和机制的团簇形成。吸积率与恒星形成率进行比较,以推断恒星爆发的寿命。气体似乎从内部共转的螺旋区域的循环丝在interbar区域的速度约6兆太阳/年之前,影响酒吧尘埃巷沿其长度的某个地方。在这个尘埃带的气体向内移动,增加通量作为吸积的结果~40 Msun/年附近的ILR。这一内部速率比目前的核恒星形成速率高出4倍,表明核质量还在继续增加约0.5 Gyr。酒吧可能只有1-2 Gyr岁。外推的酒吧流回的时间,我们推断,在酒吧尘埃巷中央尘埃环外的位置,酒吧间的灯丝目前影响的车道上形成的集群。这次撞击产生的撞击压力与棒尘带中的压力相当,两者都与大质量星团中的压力相当。建议撞击触发。数值模拟中的等温假设似乎不适用于螺旋和棒形气体流动的稀有部分。这些星团有足够的低质量对应物,表明它们是正常幂律质量分布的一部分。在最大质量的星系团中捕获的气体可以解释它们的[NeII]发射,这在附近的低质量星系团中并不明显。
2009-07-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Disc heating: possible link between weak bars and superthin galaxies
超薄星系中恒星盘的极度平坦是令人困惑的,在宇宙学模拟中这些物体的明显缺乏对标准的冷暗物质范式提出了挑战性的问题。不管星系可能经历的合并或吸积,恒星随着年龄的增长而被加热,同时它们与盘星系中普遍存在的螺旋和酒吧相互作用-导致膨胀的恒星盘。超薄星系是如何在宇宙演化过程中保持其薄度的,目前还不清楚。我们遵循的内部演化的一个样本的16个最初非常薄的恒星盘使用无碰撞N体模拟。所有这些圆盘最终在其中心区域形成一个酒吧。取决于初始条件,这些恒星盘容易形成强酒吧,而其他长期演化时间尺度上增长弱酒吧。我们发现,具有强棒的星系非常有效地加热恒星,最终使它们的恒星盘变厚。另一方面,恒星被弱棒加热得非常缓慢-因此,如果孤立的话,拥有弱棒的星系能够在数十亿年内保持其薄度。我们认为,一些超薄星系也可能形成弱酒吧,从而防止任何强烈的垂直加热,这反过来又有助于保持其在长期演化过程中的薄。
2014-04-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dynamical resonances in PHANGS galaxies
本文利用Spitzer近红外图像和PHANGS的ALMA气体数据,通过引力矩方法测定74个邻近星系中棒的共转半径及其他共振位置,发现棒以快速模式为主,并提供了邻近星系共振目录。
2024-10-17 astro-ph.GA
The orbital content of bars: The origin of 'non-x1-tree', bar-supporting orbits
最近,在棒星系势中的许多轨道研究揭示了不被困在x1树轨道周围的轨道的存在,但可能是潜在的合适的积木酒吧。这些发现质疑x1家族作为银河棒轨道运动标准范例的独特性。本文的主要目标是调查的作用,这样的轨道可以发挥在塑造酒吧的形态。我们跟踪的形态图案出现在这些研究中提出的非周期性轨道的正面和边缘的意见,我们表明,他们在系统中引入的第二类分叉的x1。为了这个目的,我们使用一个典型的3D费勒斯酒吧模型,并按照径向和垂直分叉的x1家庭被认为是多周期的,与多= 2,3,5。x~1在多个= 2、3情形下的稳定性指数的变化也分别给出了四周期轨道和六周期轨道。我们将这些轨道制成表格,包括评估其作为适当构建块的作用所需的所有信息。我们讨论了它们的稳定性和它们的程度,以及它们的大小和形态演变,作为能量的函数。我们的结论是,即使是最重要的多周期轨道表2至5中提出的是不太合适的积木酒吧比家庭的x1树在相同的能量。
2020-02-14 astro-ph.GA
Decreased Frequency of Strong Bars in S0 Galaxies: Evidence for Secular Evolution?
利用近红外S 0调查(NIRS 0 S)的附近,早期型星系的数据,我们研究的酒吧在S 0星系的强度分布相比,S 0/a和Sa星系,相比以前发表的酒吧强度数据俄亥俄州立大学明亮的螺旋星系调查(OSUBSGS)的螺旋星系。根据138个(98个S 0,40个S 0/a,Sa)星系的2.2微米KS波段统计样本,用引力矩法计算了条强度,这些星系的平均总蓝星等<B_T>≤ 12.5,倾角一般小于65度。我们发现,S 0星系有较弱的酒吧平均比一般的螺旋星系,即使与他们最近的螺旋对应,S 0/a和Sa星系。差异是显着的,不能完全是由于假设的垂直尺度高度或恒定的质光比的假设中的不确定性。部分差异可能仅仅是由于在S 0中看到的较高质量凸起对杆扭矩的稀释。如果螺旋星系像Bournaud和Combes所主张的那样吸积外部气体,那么根据这一理论,在S 0中发现的较少的强棒意味着缺乏气体吸积。如果S 0是被剥离的前螺旋,或者是由于内部长期动力学过程而从前螺旋演化而来的,这些过程耗尽了气体并生长了凸起,那么S 0星系中较弱的棒和透镜的普遍存在可能进一步表明,棒演化在气体耗尽期间甚至之后继续进行
2010-08-01 astro-ph.GA
Towards understanding the dynamics of the bar/bulge region in our Galaxy
我回顾了一些酒吧的工作,这是密切相关的酒吧/凸起系统在我们的银河系。几项独立的研究,使用完全独立的方法,得出了关于杆的3D结构的相同结果,即,杆由垂直方向较厚的内部和垂直方向较薄的外部组成。我给出的例子,这从模拟和充实的讨论与输入的轨道结构分析和观测。厚部分具有比薄部分短得多的径向范围。然后我看到这是如何适用于我们的银河系,那里有两个酒吧,COBE/DIRBE酒吧和长酒吧。比较它们的大小,并作出合理而必要的假设,即我们的银河系具有与其他类似类型星系相似的性质,从而得出结论:这两个棒不能构成标准的双棒系统。然后,我讨论的论点,赞成这两个酒吧只是不同的部分,同一酒吧,COBE/DIRBE酒吧是厚的内部和长酒吧薄的外部酒吧。我还简要地讨论了一些相关的新结果。我首先考虑酒吧的形成和演化盘星系的气体成分-包括恒星的形成,反馈和演化-和三轴晕。然后,我认为酒吧的形成在一个完全宇宙学的背景下,使用流体动力学LCDM模拟,在那里的宿主星系生长,吸积物质和显着的酒吧的形成和演变过程中演变。
2012-02-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Bars and boxy/peanut bulges in thin and thick discs. II. Can bars form in hot thick discs?
本研究通过N体模拟发现,厚盘几乎不阻碍棒状结构形成,但纯厚盘模型中棒状结构形成依赖盘标长和标高,且Ostriker-Peeble判据更适用。
2023-04-18 astro-ph.GA
Bars and secular evolution in disk galaxies: Theoretical input
棒在驱动盘状星系的演化和塑造它们现在的性质方面起着重要作用。它们导致角动量在星系内重新分布,主要从棒的内部Lindblad共振处的(近)共振物质发射,并主要被椭球体中的(近)共振物质吸收(即,晕圈和相关的凸起)和外盘。球状体延迟和减缓了它们所承载的棒的初始生长,但是,在演化的后期阶段,它们通过吸收角动量来加强棒。在(近)共振区增加的速度分散延迟酒吧的形成,并导致不太强的酒吧。当条状物形成时,它们在垂直方向上很薄,但很快它们的内部就会膨胀起来,形成通常所说的四方形/花生状凸起。这给了棒一个复杂而有趣的形状,这解释了许多观测结果,并认为我们银河系中的COBE/DIRBE棒和长棒分别是单个棒的薄和厚部分。可以通过优化发射器和吸收器之间的平衡来设置条图案速度的值,使得最大量的角动量被重新分配。随着它们的进化,酒吧变得更强,旋转速度更慢。棒也重新分配星系内的物质,创造一个盘状隆起(伪隆起),增加盘的尺度长度和范围,并驱动螺旋和环等子结构。它们还影响球体内部的形状,可以从球形发展到三轴形。
2012-11-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Effects of Gas on Formation and Evolution of Stellar Bars and Nuclear Rings in Disk Galaxies
我们运行自洽模拟银河系大小的,孤立的盘状星系,研究气体存在下的恒星棒以及核环的形成和演化。我们考虑两组模型的冷或暖磁盘的径向速度分散不同,并通过固定总磁盘质量改变气体分数$f_{\rm gas}$。在具有较大$f_{\rm gas}$的冷盘中,酒吧形成得更早、更强烈,而在暖盘中,气体逐渐延迟酒吧的形成。棒的形成增强了中心质量集中,这反过来又使棒暂时衰减,之后它在尺寸和强度上重新生长,最终在具有较小$f_{\rm gas}$的模型中变得更强。虽然所有的棒在开始时都旋转得很快,但它们很快就变成了缓慢的旋转体。在我们的模型中,只有不含气体的暖盘经历快速屈曲不稳定性,而其他盘则通过垂直加热逐渐屈曲。被棒势向内驱动的气体很容易形成一个恒星形成的核环。当它第一次形成时,戒指非常小,随着时间的推移,它的尺寸会越来越大。由于反馈作用,环星的形成速率是阶段性和突发性的,并且与环的质量流入速率有很好的相关性。一些由恒星形成反馈产生的膨胀壳层在棒区被剪切出来,并与尘埃带碰撞,形成附加的棒间刺。在我们的模拟中形成的棒和核环具有与银河系相似的性质。
2019-01-07 astro-ph.GA
Turbulent gas-rich discs at high redshift: the origin of early massive stellar bars
The University of Sydney(悉尼大学);Princeton University(普林斯顿大学);Lund University(隆德大学);University of Tokyo(东京大学);Australian National University(澳大利亚国立大学)
研究结合ALMA与JWST观测,通过NEXUS模拟揭示高红移早期大质量恒星棒的起源:高盘质量占比、棒形成时以气体为主可快速形成该类棒,气体占比决定棒的结构演化。
2026-09-04 astro-ph.GA
The Profiles of Bars in Spiral Galaxies
本文基于斯皮策3.6微米图像对182个棒旋星系的棒轮廓进行分类研究,发现P+Sh轮廓主要出现在高质量早型星系中,且与盒状/花生状核球密切相关,揭示棒结构演化与星系性质及核球形成之间的联系。
2023-06-27 astro-ph.GA
Are purely gaseous bars in dwarf-irregulars a myth?
本研究通过动力学模型与N体+流体动力学模拟发现,矮不规则星系中的纯气态棒可在扁球暗物质晕中形成并存续,且不受冲击波影响,同时伴随微弱恒星棒的形成。
2025-03-05 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
Vertical disc heating in Milky Way-sized galaxies in a cosmological context
垂直延伸的高速色散恒星分布似乎是盘星系的一个普遍特征,内部和外部机制都被认为是其形成的主要驱动力。然而,目前还不清楚每种机制能在多大程度上产生这样的分布,这很可能取决于星系的组装历史。为此,我们使用最先进的宇宙磁流体动力学代码\textlcsc{AREPO}对银河系大小的星系进行了16次高分辨率的宇宙变焦模拟,并分析了恒星盘垂直运动学的演化与各种加热机制的关系。我们发现,在大多数情况下,酒吧是占主导地位的加热机制,而螺旋臂,径向迁移,绝热加热中面密度增长都是次主导。最强的源,虽然不如酒吧普遍,起源于外部扰动的质量日志$_{10} (M/\rm M_{\odot}) \gtrsim 10$的卫星/子晕。然而,在许多模拟中,新生恒星粒子的轨道随着时间的推移而变得更冷,这样它们就主导了年龄-速度色散关系和整体垂直盘结构的形状,除非发生强烈的外部扰动。
2016-04-02 astro-ph.GA
Conditions for Bar Formation in Bulgeless Disk Galaxies
本研究通过N体模拟揭示无核盘状星系中棒形成的双参数判据,发现棒的性质与星系质量密切相关,高质量星系中的棒更长更强且通过屈曲不稳定性快速增厚。
2025-09-09 astro-ph.GA
The stellar kinematics and populations of boxy bulges: cylindrical rotation and vertical gradients
在大约一半的边缘盘星系中可以看到长方形和花生形的凸起。这些凸起的测光和长轴气体和恒星运动学的酒吧的形成和演化的模拟比较表明,他们被视为酒吧的投影。如果方形凸起的性质可以完全通过假设它们是棒来解释,那么这可能意味着它们的宿主是没有经典凸起的纯盘星系。少数这些凸起,包括银河系的凸起,已经被观察到以圆柱形旋转,即平均恒星速度与盘上方的高度无关。为了评估这种行为是否是普遍存在的四四方方的凸起,以及是否一个纯粹的光盘解释是一致的恒星星族,我们分析了恒星的运动学和人口的四四方方的或花生形的凸起在一个样本的五个边缘星系。我们沿着每个星系的主轴放置了狭缝,并在三个平行但偏移的位置建立了空间覆盖范围。NGC 3390的方形凸起在数据的空间范围和不确定性内完美地旋转。这与凸起的金属丰度和α元素增强一致,这与盘中相同。因此,这个星系是一个纯粹的盘状星系。ESO 311-G 012的方形凸起也非常接近圆柱形地旋转。NGC 1381的四方形凸起既不是明显的圆柱形旋转,也不是非圆柱形旋转,但它具有负的垂直金属丰度梯度,并且相对于其盘体呈阿尔法增强,表明它是由经典凸起和棒组成的复合凸起(可能还有一个圆盘状的假隆起)[摘要]即使这个相对较小的样本也足以证明方形隆起显示出一系列的旋转和种群特性,这表明它们并不形成同类的对象。
2011-02-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Frequency and Stellar-Mass Dependence of Boxy/Peanut-Shaped Bulges in Barred Galaxies
从一个样本的84个本地酒吧,适度倾斜盘星系,我们确定的分数主机四四方方或花生形(B/P)凸起(垂直加厚内部酒吧)。我们发现棒星系中B/P凸起的频率是恒星质量的一个很强的函数:在log(M_{star} / M_{sun})>~ 10.4的星系中,79%的棒星系具有B/P凸起,而在较低质量的星系中只有12%的棒星系具有B/P凸起。(We在Yoshino & Yamauchi 2015发表的关于边缘星系的数据中发现了类似的依赖性。其他星系参数也有很强的趋势--例如,哈勃类型:77%的S 0-Sbc棒,但只有15%的Sc-Sd棒,有B/P凸起-但这些似乎是这些参数与恒星质量相关性的副作用。特别是,尽管从模型的迹象表明,高气体含量可以抑制酒吧屈曲,我们发现没有证据表明(原子)气体质量比M_{atomic} / M_{star}影响B/P凸起的存在,一旦恒星质量的依赖性被控制。B/P凸起的半长轴范围为完整条尺寸的四分之一到四分之三,平均值为R_{box} / L_{bar} = 0.42 +/- 0.09和R_{box} / a_{max} = 0.53 +/- 0.12(其中R_{box}是B/P凸起的尺寸,a_{max}和L_{bar}是条尺寸的下限和上限)。
2017-03-05 astro-ph.GA
Local variations of the Stellar Velocity Ellipsoid-II: the effect of the bar in the inner regions of Auriga galaxies
理论工作表明,杆的离面运动可以加热恒星在垂直方向上的屈曲,但不清楚他们是如何影响其余的组成部分的恒星速度椭球(SVE)。利用一组高分辨率的磁流体动力学宇宙学放大模拟,研究御夫座星系内部区域的垂直、$σ_{z}$、方位、$σ_ϕ$和径向、$σ_{r}$速度色散的二维空间分布,揭示了棒对恒星运动学的影响. $σ_{z}$和$σ_ϕ$图显示出非轴对称特征,这些特征与条形光分布密切匹配,其中沿条形长轴具有低$σ$区域,而在垂直方向具有高值。另一方面,$σ_{r}$速度弥散图呈现出更多的轴对称分布。我们发现,等照度曲线的差异最好地捕捉酒吧的三个SVE组件提供强相关性酒吧形态代理的影响,虽然没有与个人$σ$。时间演化分析表明,这些差异是酒吧的形成的后果,他们紧密地与酒吧的强度共同演化。我们讨论了$σ_{z}$的不同行为的存在及其与观测的联系。这项工作有助于我们了解内在的$σ$分布和激励使用等照度曲线作为一种手段来量化酒吧的影响。
2022-03-14 astro-ph.GA
Evolution of Stellar Bars in Spinning Dark Matter Halos and Stellar Bulges
本文通过高分辨率模拟研究旋转暗物质晕中不同质量恒星核球对恒星棒演化、屈曲及角动量交换的影响。
2023-10-02 astro-ph.GA
Stars behind bars II: A cosmological formation scenario for the Milky Way's central stellar structure
银河系内千秒差距内的恒星星族具有复杂的运动学和化学结构。这些结构的起源和演变仍在争论中。在这里,我们研究了一个完整的宇宙学流体动力学模拟的盘星系,再现MW的内部千秒差距的关键属性的中心区域:它有一个四方形的形态,并显示出与观测一致的整体旋转和色散曲线。我们使用恒星运动学的聚类算法,以确定一些离散的运动学组件:一个高,低自旋磁盘,恒星晕和两个凸起组件;一个快速旋转和一个缓慢旋转。我们专注于两个凸起组件,并表明,缓慢旋转的一个是球对称的,而快速旋转的组件显示了一个盒子/花生形态。虽然这两个凸起的组成部分是运动学离散的人口在今天,他们都是在类似的时间尺度上形成的,从磁盘的材料。我们发现,具有较低的初始出生角动量的恒星粒子(最有可能是厚盘星)最终出现在缓慢旋转的低自旋凸起中,而具有较高出生角动量的恒星(最有可能是薄盘星)则出现在高自旋凸起中。这有一个重要的后果,即一个球状形态的隆起人口并不一定表明合并的起源。事实上,我们发现在核球部分中只有$\sim2.3$ \%的恒星是由早期吸积矮星系带来的离位星,这些离位星是最古老和最贫金属的恒星,它们的轨道高度径向,离盘有很大的垂直偏移。
2019-03-17 astro-ph.GA
Resonant thickening of self-gravitating discs: imposed or self-induced orbital diffusion in the tightly wound limit
利用缀饰的无碰撞Fokker-Planck方程和非均匀多分量Balescu-Lenard方程研究了自引力恒星银盘的长期增厚。厚WKB的扩散通量的限制被发现使用周转近似,而假设只有径向紧密缠绕的瞬态螺旋持续的光盘。这产生简单的求积的漂移和扩散系数,提供了一个清晰的理解的位置,最大的垂直轨道扩散内的磁盘,引起的波动外部或由于有限数量的粒子。这些厚的限制也提供了一个一致的推导厚光盘Toomre参数,这是指数提升的比例的垂直径向刻度高度。在统计上,光盘内的着装电位波动诱导共振轨道的子集的垂直弯曲,触发相应的垂直速度色散的增加。当应用到一个不温不火的稳定锥形光盘扰动的散粒噪声,这两个框架再现定性的脊共振轨道形成更大的垂直行动,发现在直接数值模拟,但高估了时间尺度参与其外观。可能需要摆动放大来解决这种差异,如在刀片薄光盘的情况下所示。增厚的其他来源也进行了调查,如褪色序列的慢酒吧,或联合进化的人口巨大的分子云内的磁盘。
2017-08-22 astro-ph.GA
Secular evolution and pseudo-bulges
在长期进化中,通过垂直共振,棒可以产生伪凸起。从z=1开始,凸起和伪凸起的质量增加了一倍。在z=0时,无膨胀星系的频率很难解释,特别是因为在高z时的cluerous星系应该在所有星系中产生经典的膨胀。这个问题在修正的重力模型中得到了解决。星系盘中的棒和螺旋,产生引力力矩,将气体驱动到中心,并为中心恒星的形成和核活动提供燃料。在0.1- 1 kpc尺度下,引力矩的观测表明,只有大约三分之一的塞弗特星系经历了分子流入和中心加油,而在大多数情况下,气体停滞在共振环中。在10- 20 pc尺度下,一些星系已经清楚地揭示了活动星系核由于受黑洞势影响的核拖尾螺旋而被燃料化。由于ALMA和高达80 mas的角分辨率,有可能到达中心黑洞(BH)的影响区,发现分子环面,与星系不对齐的环绕核盘,并且BH质量可以更直接地从运动学推导出来。
2019-08-08 astro-ph.GA
Revealing the cosmic evolution of boxy/peanut-shaped bulges from HST COSMOS and SDSS
垂直加厚的棒,以方形/花生(B/P)凸起的形式被观察到,在本地宇宙中的大多数大质量棒盘星系中被发现,包括我们自己。B/P凸起表明,它们的主酒吧遭受了强烈的弯曲不稳定性驱动的各向异性的速度分布。我们调查的第一次如何在棒星系的B/P隆起的频率从$z = 1$ $z\approx 0$的演变,使用大样本的非边对星系质量$M_{\star} > 10^{10}\:M_{\odot}$,从HST宇宙巡天选择。我们发现观察到的分数从$z = 1$的$0^{+3.6}_{-0.0}\%$增加到$z = 0.2$的$37.8^{+5.4}_{-5.1}\%$。我们占的问题,确定B/P凸起的星系低倾角和不利的酒吧的方向,由于红移依赖的观测偏差的帮助下,从斯隆数字巡天的样本,匹配的分辨率,静止帧带,信噪比和恒星质量和分析以同样的方式。由此,我们估计,真正的比例与B/P隆起的棒星系增加从$\sim 10\%$在$z \approx 1$的$\sim 70\%$在$z = 0$。在与以前的结果附近的星系,我们发现一个强烈的依赖性的存在下,星系恒星质量的B/P隆起。这种趋势在本星系和高红移星系中都有观察到,表明它是宇宙年龄很大一部分的垂直不稳定性的重要指标。我们提出,星系形成过程调节星系盘的厚度,这反过来又影响哪些星系经历暴力弯曲不稳定的酒吧。
2019-11-20 astro-ph.GA
Milky Way dark matter distribution or MOND test from vertical stellar kinematics with Gaia DR3
本研究利用Gaia DR3的6D恒星运动学数据,通过金斯方程分析银河系银道面附近的动力学质量,发现球形暗物质晕、MOND模型及纯可见物质模型均与数据相符,同时排除了盘状暗物质模型。
2024-12-12 astro-ph.GA
Secular evolution of Milky Way-type galaxies
像银河系这样的盘状星系的内部演化是由非轴对称(棒)和物质的隐含角动量转移驱动的;重子本质上是向内驱动的,以建立一个更集中的盘。这种质量集中可能会导致二次棒的解耦,因为轨道进动频率会大大增强。垂直共振与酒吧将形成一个盒子/花生隆起在陀螺时间尺度。由于重力力矩的气体流动可以导致年轻的核盘形成恒星,这可以通过速度色散的sigma下降来揭示。这些气体流受到反馈的调节,产生了超大质量黑洞的间歇性吸积,以及活动星系核活动的周期。由于核恒星形成的喷泉效应可能导致倾斜的,甚至极性的核盘。
2017-07-27 astro-ph.GA
Disc instability and bar formation: view from the IllustrisTNG simulations
我们利用TNG 100和TNG 50宇宙流体动力学模拟中z = 0的强棒盘星系和非棒盘星系样本,对Efstathiou,Lake & Negroponte(1982)提出的简单盘不稳定性判据(ELN判据)的性能进行了评估。我们发现,强棒星系一般组装较早,是更多的恒星占主导地位的中心区域,并有更多的质量和更紧凑的光盘比unbarred星系。ELN标准成功地识别了~75%和~80%的强棒星系和非棒星系。标准无法识别的强棒星系往往有更多的扩展盘,更高的自旋值和酒吧,组装晚于典型的大部分棒人口。在许多情况下,这些条似乎是由与近邻的相互作用产生的(即外部触发),而不是由圆盘中的长期生长产生的。另一方面,我们发现被ELN标准误分类为禁止的无棒星系通常具有与棒星系相似的恒星盘,尽管在垂直方向上延伸得更多,在其中心区域的恒星占主导地位的程度更低,可能反映了后来的形成时间。此外,这些星系的凸起部分在早期比强棒样本中明显更突出。因此,ELN标准鲁棒地确定长期酒吧在大多数模拟盘星系的不稳定性,但需要额外的环境标准来考虑相互作用引起的酒吧的形成。
2022-05-19 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
The quiescent phase of galactic disc growth
我们进行了一系列的控制N-体模拟的非增长,活的暗物质晕的质量和浓度的不断增长的盘星系。我们的初始条件包括一个低质量的光盘或紧凑的隆起。新的恒星粒子在近圆形轨道上不断地添加到现有的圆盘上,因此螺旋结构不断被激发。为了研究组合的螺旋和巨大的分子云(GMC)加热盘上的效果,我们引入大量的,短寿命的粒子,采样GMC质量函数。一个等温的气体成分被引入的模型的子集。我们进行了分辨率的研究和不同的参数管理的GMC人口,恒星形成和径向尺度增长的历史。模型与GMCs和标准值的光盘质量和晕密度提供了正确的水平的自重解释年龄速度色散关系的太阳附近(Snhd)。GMC加热产生显着的指数垂直配置文件scaleheights是径向恒定的,并同意与银河系薄盘的观测。GMC还能够显著延迟条的形成。螺旋诱导的径向迁移量与Snhd的金属丰度分布所需的量一致。然而,在我们的标准模型中,向外迁移的种群在垂直方向上不够热,不足以形成厚的圆盘。在重子分数高的模型中可以形成厚的盘,但相应的棒太长,年轻的恒星星族太热,盘会相当大地耀斑。
2016-04-01 astro-ph.GA
A measurement of the Galactic plane mass density from binary pulsar accelerations
我们使用编译的高精度脉冲星定时测量直接测量相对于太阳系重心的双星的银河系加速度。给定垂直加速度,我们使用泊松方程推导奥尔特极限,即,银河系中平面的总体积质量密度。我们的最佳拟合模型给出了$0.08^{0.05}_{-0.02} M_{\odot}/\rm pc^{3}$的Oort极限,这接近于最近Jeans分析的估计。考虑到McKee等人(2015)对重子预算的解释,我们得到了局部暗物质密度$-0.004^{0.05}_{-0.02}~M_{\odot}/\rm pc^{3}$,这略低于其他现代估计,但与我们方法的当前不确定性一致。虽然奥尔特极限(和其他银河系参数)的第一次测量的误差条目前比运动学估计大几倍,但它们应该在未来得到改善。我们还限制扁率的潜力,发现它与预期的磁盘和不一致的潜在主导的球形晕,这是适当的,我们的样本是在一个$\sim$千秒差距的太阳。我们发现,旋转曲线的斜率不受当前测量的脉冲双星加速度。给出了垂直加速度$a_{z}$的拟合函数:$a_{z} = -α_{1}z$ ; $\log_{10} (α_{1}/{\rm Gyr}^{-2})=3.69^{0.19}_{-0.12}$ .通过分析银河系的相互作用模拟,我们发现,大的不对称变化的$da_{z}/dz$作为垂直高度的函数可能是一个签名的子结构。最后,我们讨论的权力相结合的约束,从脉冲星定时和高精度径向速度(…
2021-01-02 astro-ph.GA
The impact of bar origin and morphology on stellar migration
本研究通过模拟三种盘,发现棒状结构起源(孤立不稳定性与潮汐驱动)在恒星迁移和金属丰度上可区分,但形态相似的棒产生相似的迁移特征。
2023-10-10 astro-ph.GA
Evolution of low surface brightness ultra-thin galaxies: The role of dark matter halo and bar formation on disk thickness
本文使用 AREPO 代码的无碰撞 N-body 模拟,研究了低面亮度超薄星系维持超薄结构的机制,发现其低面亮度特性能抑制棒驱动的盘增厚,使其在孤立演化中始终保持超薄,且与暗物质晕浓度无关。
2025-09-16 astro-ph.GA
OTI on FIRE: Testing the Efficacy of Orbital Torus Imaging to Recover the Galactic Potential
本文在 FIRE-2 宇宙学模拟 m12i 上检验轨道环面成像(OTI)恢复银河系引力势的精度,发现其在大多数类太阳体积中能以 3σ/1σ 误差恢复垂直加速度剖面,并给出了可用于解释 SDSS-V、Gaia 等巡天结果的现实误差估计。
2025-05-08 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Bar Evolution in Edge-on Galaxies: A Demographic Study of Boxy/Peanut Bulges
Indian Institute of Science Education and Research, Bhopal(印度科学教育研究所博帕尔分校);Universidad Andrés Bello(安德烈斯贝略大学);Indian Institute of Astrophysics(印度天体物理研究所)
研究通过大规模普查发现边缘盘星系中BP/X突出物的分布特征,揭示其与星系缩放关系及棒状结构形成的相关性。
2025-11-26 astro-ph.GA
The SAMI Galaxy Survey: Revisiting Galaxy Classification Through High-Order Stellar Kinematics
最近的宇宙学流体动力学模拟表明,积分场光谱可以连接高阶恒星运动学时刻h3(~skewness)和h4(~kurtosis)的星系的宇宙组装历史。在这里,我们评估这些结果,通过测量恒星的运动学样本的315个星系,没有形态的选择,使用2D积分场数据从SAMI星系调查。自旋参数($λ_{R_e}$)和椭圆率($ε_e$)的代理被用来区分快速和慢速旋转体,有一个很好的对应关系,分别定期和非定期的旋转体,也看到在早期的研究。我们证实,规则旋转子显示出较强的h3与$V/σ$反相关性,而准规则和非规则旋转子在h3和$V/σ$中显示出更垂直的关系。最近的宇宙学模拟的动机,我们开发了一种替代的方法来运动学分类星系从他们的个人H3与$V/σ$签名。我们确定五类高阶恒星运动学签名使用高斯混合模型。1类对应于慢旋转体,而2-5类对应于快旋转体。我们发现,具有相似的$λ_{R_e}-ε_e$值的星系可以显示出明显不同的h3- $V/σ$签名。第5类天体是以前未识别的快速旋转体,显示出弱的h3与$V/σ$反相关。这些物体被预测为由缺乏气体的合并形成的无盘星系。然而,从形态学的研究来看,有证据表明存在着巨大的恒星盘。相反,第5类天体更可能是扰动星系,具有反向旋转的凸起,或边缘星系中的酒吧。最后,我们解释的强反相关性在H3与$V/σ$的证据,磁盘在最快的旋转,这表明缺乏气体贫合并之间的快速旋转。
2016-11-21 astro-ph.GA