势阱中自引力系统的平衡与动力学演化

已知由非导热壁和导热壁束缚的等温自引力系统，若中心与边界之间的密度对比超过临界值，则是不稳定的。我们研究了嵌入势阱中的等温自引力系统的平衡与动力学演化，这可能是许多天体物理对象（例如星系中心区域，或由暗物质主导势能的星系团）的情况，但仍局限于势阱在演化过程中保持固定的情形。随着周围势阱深度与嵌入系统势能之比变大，势阱实际上变得与导热壁的边界条件相同，其行为类似于一个热浴。我们还使用直接N体模拟代码NBODY6模拟了嵌入势阱中的恒星系统的动力学演化，并提出了该系统的平衡模型。在类似于高温热浴的深势阱中，嵌入的自引力系统是动力学热的，并且由于势阱加热导致动能增加，系统束缚松散或可能不受束缚。另一方面，当势阱较浅时，系统会因自引力而发生核坍缩。双星加热可以阻止坍缩并导致膨胀，但由于势阱作为热浴可以吸收双星产生的能量，演化非常缓慢。该系统可视为准静态的。最终准平衡态下N体模拟的密度和速度弥散度分布与我们假设与势阱处于热平衡的平衡模型相似。