一般快慢 regime 下星系棒的动力学摩擦与反馈

当前关于星系棒动力学摩擦的理论要么基于线性微扰理论(仅在棒快速改变其图样速度的快极限下有效),要么基于绝热理论(仅适用于棒图样速度近恒定的慢极限)。在本文中,我们研究以任意速度自旋变慢的星系棒上的动力学摩擦,无缝连接快极限与慢极限。我们将棒-晕相互作用视为受限 $N$-体问题,并使用快角平均哈密顿量求解无碰撞玻尔兹曼方程。我们的平均模型所预测的相空间分布与密度尾迹与完整三维模拟高度一致。在发生共振俘获的慢 regime 中,我们表明,除摩擦转矩外,角动量由于被俘获相空间的迁移而直接转移:与共振共动的俘获轨道通常获得角动量,而跨越俘获岛的未俘获轨道损失角动量。由于分布函数的负梯度,获益者通常多于损失者,导致对扰动体的净负转矩。由未俘获轨道产生的这部分转矩已被 Tremaine & Weinberg 识别并命名为动力学反馈现象。在此,我们推导出动力学反馈的完整公式,同时考虑俘获与未俘获轨道。使用我们修正的公式,我们表明动力学反馈可占银河系棒总转矩的至多 $30\%$。