旋涡星系中径向迁移的约束 I. 共转捕获的解析判据

在瞬态旋臂的共转共振附近，恒星轨道角动量可以改变而不引起显著的动力学加热，这导致了所谓的径向迁移。当径向迁移非常有效时，在盘的生命周期内，很大一部分盘星会经历对其个体轨道角动量的显著、永久性改变，这对盘星系的演化具有重要影响。恒星在旋涡盘中径向迁移的第一步是被捕获到与旋涡图案的共转共振相关的“束缚”轨道中。此前，仅对具有零随机轨道能量且在固定性质旋涡存在下的恒星推导出了判断恒星是否处于束缚轨道的解析判据。在本系列的第一篇论文中，我们推导了一个适用于处于有限随机轨道能量轨道上的恒星的解析判据。我们的新判据表明，恒星是否处于“束缚”轨道主要取决于恒星的轨道角动量。该判据可能成为解释N体模拟结果的强大工具。在本系列的后续论文中，我们将应用我们的判据来探索决定径向迁移效率及其对盘演化潜在重要性的物理参数。