X 形或花生形星系核球的垂直共振加热模型

我们探索了一个用于 X 形或花生形星系核球的二阶哈密顿量垂直共振模型。X 形状是由与棒结构的 2:1 垂直林德布拉德共振引起的，即在棒参考系中每个轨道周期对应两个垂直振荡周期。我们检查了 N 体模拟，发现由于棒在棒弯曲过程中减速以及盘增厚，共振及相关的花生形状向外移动。无论棒是否发生弯曲，花生形状的位置都与垂直共振的位置一致。我们从势的 m=4 傅里叶分量估计了共振宽度，发现共振很窄，仅影响角动量分布中窄范围内的轨道，dL/L ~ 0.05。随着共振向外移动，原本位于中平面的恒星被迫使离开中平面，进入刚好位于共振分界线内的轨道。从哈密顿模型估计的分界线轨道高度与花生形状的高度大致一致。X 形状由共振分界线附近的恒星组成。模拟中的速度分布表明，共振内的低倾角轨道被耗尽。在共振内，垂直速度分布较宽，这与共振穿过盘时引起的共振加热一致。在银河系核球中，我们将垂直共振附近的方位角平均中平面质量密度与旋转曲线和棒模式速度联系起来。在估计的垂直共振银心半径约 1.3 kpc 处，我们确认中平面密度约为 5x10^8 Msol/kpc^3，这与最近估计的质量分布一致。我们发现旋转曲线、棒模式速度、2:1 垂直共振位置、X 形状尖端以及中平面质量密度在银河系核球中都是自洽的。