棒驱动的银河子结构弥散

银河考古学家通常假设运动积分（IoMs）如 $L_z$ 和 $E$ 是守恒的，因此子结构在 IoM 空间中冻结数十亿年。然而，由于银河系旋转棒的存在，这在银河系中并不成立。在本研究中，我们量化了棒对子结构动力学的影响。我们采用了三种不同的理论模型：一个解析玩具模型；一组具有稳态和减速棒的测试粒子模拟；以及一个银河系类似星系的宇宙学放大模拟。每个模型都预测棒使低能子结构的角动量和能量展宽增加约 10–100 倍，因此它们无法保持紧密聚集。我们推导了一个判断该效应何时重要的准则。受影响最大的轨道是低能（$E \lesssim E_\odot$，$r_\mathrm{apo} < 40$ kpc）、顺行、偏心或低倾角的轨道。这包括约 3/4 的银河球状星团和约 1/4 的已知恒星流。我们预测存在丰富的棒弥散子结构。这些结构在金属丰度和雅可比积分 $H_\mathrm{J} = E - \Omega_\mathrm{b} L_z$ 的空间中仍然紧密聚集。因此，我们提出在搜索内晕子结构时使用 $H_\mathrm{J}$ 和化学丰度，而非传统的 IoMs。在 $(L_z, E)$ 空间中，结构的弥散沿主方向进行，其梯度 $\mathrm{d}E/\mathrm{d}L_z$ 等于棒的图案速度 $\Omega_\mathrm{b}$。因此，棒弥散子结构应可用来约束 $\Omega_\mathrm{b}$ 的过去演化。