盘势中自引力粒子速度弥散的演化

我们通过两种不同的数值方法（两体相遇的统计汇总和 N 体模拟）研究了盘势中自引力天体的垂直速度弥散与径向速度弥散之比（$\sigma_z / \sigma_R$）。考虑了由两体弛豫产生的速度弥散。该比值表示为盘势参数 $\kappa/\Omega$ 的函数，其中 $\kappa$ 和 $\Omega$ 分别为经向频率和圆周频率（参数 $\kappa/\Omega = 1$ 和 $2$ 分别对应开普勒旋转和刚体旋转）。对于 $1 \leq \kappa/Omega \lesssim 1.5$，当径向振幅大于潮汐半径时，速度弥散保持各向异性（$\sigma_z / \sigma_R \sim 0.5\text{–}0.7$），而较小振幅时 $\sigma_z / \sigma_R \ll 1$。另一方面，对于 $1.5 \lesssim \kappa/\Omega \leq 2.0$，我们在中间速度区间发现了各向同性状态（$\sigma_z / \sigma_R \sim 1$），而在更高和更低速度区间仍存在各向异性状态（$\sigma_z / \sigma_R < 1$）。中间速度区间的范围随 $\kappa/\Omega$ 增大而扩展。在刚体旋转极限下，该区间覆盖了整个速度空间。因此，对于每个盘势（$1 \leq \kappa/\Omega < 2$），速度弥散通常具有两种不同的各向异性状态和一个各向同性状态（$1.5 \lesssim \kappa/\Omega < 2$），各状态对应不同的速度弥散振幅；而在刚体旋转极限（$\kappa/\Omega = 2.0$）下，整个速度空间均由各向同性状态覆盖。