盘厚度与星际气体的动力学相互作用：对螺旋密度波寿命的启示
星系天体物理
2022-03-14 v1
摘要
典型的星系盘具有有限厚度，且除恒星外还含有有限量的星际气体。本文研究了星系盘有限厚度对盘抵抗非轴对称扰动稳定性的物理影响，以及在有和无气体情况下对螺旋密度波寿命的影响。寿命通过密度波包的群速度来量化。星系盘首先被建模为具有有限厚度的无碰撞恒星盘，随后更真实地建模为引力耦合的恒星加气体系统（恒星和气体具有不同厚度）。对每种情况，我们在WKB近似下推导适当的色散关系，并通过参数化方法研究盘厚度对螺旋密度波寿命的动力学效应。我们发现一个普遍趋势：盘厚度导致的盘自引力有效减弱使其对非轴对称扰动更稳定，并缩短了螺旋密度波的寿命。此外，星际气体与盘厚度对盘稳定性及螺旋密度波寿命表现出相互相反的动力学效应。气体使非轴对称特征维持更长时间，而盘厚度具有相反的淬灭效应。因此，净变化由星际气体与盘厚度相反效应的相对主导性决定。
引用
@article{arxiv.2111.10893,
title = {Dynamical interplay of disc thickness and the interstellar gas: implication for the longevity of spiral density waves},
author = {Soumavo Ghosh and Chanda J. Jog},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.10893},
year = {2022}
}
备注
15 pages, 3 tables, 5 figures (including appendix), accepted for publication in A&A