旋转星系的混沌运动与螺旋结构：自洽模型

我们考察了无耗散N体模型，这些模型与非旋转模型等能，分析了其在规则运动与混沌运动中所占的质量比例。其自转参数λ的值接近我们银河系的λ=0.22。我们区分了在规则轨道和混沌轨道上运动的粒子集合，并显示这两种粒子集合的空间分布差异显著。旋转模型的特征是混沌运动质量比例更大（约为65%），而与非旋转等能模型相比，混沌运动的质量比例为约32%。此外，混沌轨道的Lyapunov数在旋转模型中约大一个数量级。混沌轨道倾向于集中在雅可比积分值为有效势能在旋转共轨半径处的值。我们发现，密度波形成一个嵌入在薄盘和厚盘中具有指数面积密度轮廓的中心旋转条。一个令人惊讶的新结果是，螺旋臂以几乎完全由混沌轨道组成在盘上激发。条激发盘面密度的m=2螺旋波模式，发射自共轨半径处。这些螺旋波被变形、淡化或暂时消失，但又重新生长以重建较为发达的螺旋结构。螺旋臂可辨认至多20或30次条的旋转（持续约一个哈勃时间）。