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恒星棒的形成时间尺度在多样化的银河盘中

Formation timescales for stellar bars in diverse galactic discs

International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR), University of Western Australia（国际射电天文研究中心（ICRAR），西澳大学）

Matthew Frosst, Danail Obreschkow, Aaron Ludlow

备注：
12 pages, 7 figures, accepted for publication in MNRAS
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AI总结：

研究通过145个模拟探索银河盘中恒星棒形成时间尺度，发现盘结构和动力学影响棒形成速率，提出经验关系描述活体晕模型中的棒形成时间。

摘要：

我们利用145个盘状星系的模拟，研究了恒星棒的形成。我们使用指数棒生长时间尺度τ_bar，来量化盘结构和动力学如何调节棒的形成和速率。我们扩展了之前的工作，研究更厚且更湍流的盘，这受到高红移（z>1）观测的启发。通过重新审视几个常用的盘稳定性标准——Efstathiou-Lake-Negroponte参数（ε_ELN）、Ostriker-Peebles比率（t_OP）以及盘恒星质量分数在2.2个盘尺度半径内（f_disc）——我们发现，当用盘的轨道周期表示时，τ_bar与每个标准之间遵循紧密的幂律关系。在嵌入活体暗物质晕中的银河系类似盘中，如果f_disc≥0.18、t_OP≥0.27且ε_ELN≤1.44，则棒在哈勃时间内形成。我们展示了更高速度分散的盘经历延迟的棒生长，并引入了一个经验关系，正确描述了我们所有活体晕模型的棒形成时间尺度。在静态晕中，棒生长速率大约是活体晕中的一半，且需要更大的盘不稳定性才能形成。

英文摘要：

We study the formation of stellar bars using 145 simulations of disc galaxies embedded in live and static dark matter haloes. We use the exponential bar growth timescale, $τ_{\rm bar}$, to quantify how disc structure and kinematics regulate the onset and rate of secular bar formation. We extend previous work to thicker and more turbulent discs, motivated by those observed at high redshift ($z>1$). By revisiting several commonly used disc stability criteria - the Efstathiou-Lake-Negroponte parameter ($ε_{\rm ELN}$), the Ostriker-Peebles ratio ($t_{\rm OP}$), and the disc stellar mass fraction within 2.2 disc scale radii ($f_{\rm disc}$) - we find that $τ_{\rm bar}$, when expressed in terms of the disc's orbital period, follows a tight power law with each criteria. In Milky Way-like discs embedded in live haloes, bars form within a Hubble time if $f_{\rm disc} \geq 0.18$, $t_{\rm OP} \geq 0.27$, and $ε_{\rm ELN} \leq 1.44$. We show discs with higher velocity dispersion experience delayed bar growth and introduce an empirical relation that correctly describes the bar formation timescales of all our live halo models. Bars in static haloes grow at roughly half the rate of those in live haloes and require substantially greater disc instability to do so.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

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