三轴星系中的混沌与混合

我们研究了在一系列模仿椭圆星系光分布的三轴势中的随机性和混沌混合 timescales。其中一些模型包含用于表示核黑洞的中心点质量。大多数盒状轨道都呈现随机性，其平均李雅努时间为长轴轨道周期的 3-6 倍。在大核或小黑洞模型中，随机轨道至少可在数百个振荡周期内模拟规则盒状轨道。然而，若核半径较小或黑洞质量显著，则大多数随机轨道将在相同的 timescales内通过相空间扩散，访问等势面下显著比例的体积。我们通过演化 10^4 个点直到其分布接近稳态来估算更强随机模型中混沌混合的 timescales。混合最初发生得很快，其特征时间为 10-30 个动力学时间，因相位点填满类似盒状轨道形状的区域。随后混合较慢，其特征时间为数百个轨道时间。发现混合速率会因加入适度力扰动而增强。讨论了这对椭圆星系结构与演化的影响。