Bar 不稳定性及其在 Toomre $Q$ 参数和中心质量浓度下的形成时间尺度：缓慢形成还是真正稳定

我们利用 $N$ 体模拟研究了在 Toomre $Q_{min}$ 参数和中心质量浓度（CMC）下的 bar 形成过程，主要关注形成时间尺度。这一点很重要，因为如同宇宙模拟所示，盘状星系在宇宙时间轴上只有约80亿年的时间来演化，自从它们变得在物理上和动力学上稳定后，才会触发 bar 不稳定性。通过纳入这一时间限制，bar 不稳定的盘进一步细分为在该时间之前和之后建立条纹盘的情形，分别称为正常条纹盘和缓慢形成的条纹盘。模拟结果表明，缓慢形成的条纹盘和 bar 稳定情况的演化在80亿年之前几乎没有区别，尽管在动力学上存在差异，而差异在此之后才显现。通过识别原型条纹盘（proto-bar），即在动力学图中可见的条纹盘发展标志（如傅里叶频谱图和角速度场），可以在80亿年之前1-2亿年就能区分前者，而后者则在80亿年后才会出现，稳定的盘在80亿年后甚至至少100亿年仍保持无条纹盘状态。此外，我们发现 $Q_{min}$ 和 CMC 在调控 bar 形成之间存在复杂的相互作用。首先，盘的稳定化需要高 $Q_{min}$ 和 CMC。只有高 $Q_{min}$ 或高 CMC 都会导致缓慢形成。其次，在特定范围内，某些温热盘可以比较冷的盘更快地形成条纹盘。