棒与三轴椭球体轨道结构的统一框架

我们检验了 N 体棒自洽模拟中大量随机抽样的轨道。棒中的轨道既通过视觉也借助一种基于频率分析的新型自动轨道分类方法进行归类。众所周知的顺行 x1 轨道族与静止及旋转三轴椭球体中的盒状轨道源自同一母轨道。然而，仅有小部分（约 4%）棒轨道像其周期性母轨道那样以顺行运动为主。大多数源自 x1 轨道的棒轨道在棒参考系中净角动量很小，使其等同于旋转三轴势中的盒状轨道。一小部分棒轨道（约 7%）是长轴管轨道，其行为与三轴椭球体中的完全一致：由于科里奥利力，它们绕中间轴倾斜，倾斜方向由绕长轴的角动量符号决定。在纯棒模型中未发现由顺行周期性 x2 轨道孕育的轨道，但发现了极小群体（约 2%）由逆行 x4 轨道孕育的短轴管轨道。当一个代表超大质量黑洞（SMBH）的中心点质量在棒中心绝热增长时，那些位于 SMBH 近旁的轨道会转变为进动开普勒轨道（PKOs），它们属于在更大半径处占据棒的同一些主要族（短轴管、长轴管与盒状轨道）。在 SMBH 增长过程中，质量内流与角动量向外传输将部分 x1 与长轴管轨道转变为顺行短轴管轨道。本研究对未来利用基于轨道的方法（如 Schwarzschild 轨道叠加方案）限制棒旋星系中 SMBH 质量，以及理解棒旋星系中观测到的特征具有重要意义。