确定星系中图样速度的五种方法

目标。我们发展了从受限区域确定瞬时标量和矢量图样速度的新方法或改进方法，以应用于 N-body 模拟或星系中。方法。贯穿全文使用的一般特征源于这样一个事实：坐标函数的时间导数与其自转速率及粒子速度成线性正比关系。已知这些量通常即可通过线性优化求得瞬时图样速度矢量。类似地，若一个不变函数同时依赖于位置和速度，则可求得其在空间中的瞬时自转矢量。已知加速度则可求得速度空间中的自转。结果。前 3 种方法基于在空间或速度空间中每一点处函数具有假定自转不变性：1) 6D 不变函数法，测量空间和速度空间中的图样速度矢量；2) 在高信噪比区域上评估的微分/区域 3D Tremaine-Weinberg 方法；3) 3D Jacobi 积分法，给出势图样速度。方法 1) 和 3) 中引入了对自转中心位置、速度和加速度的推导扩展。后 2 种方法基于粒子坐标的平均函数具有假定不变性：4) 利用奇异值分解导数的转动惯量法；5) 2D Fourier 方法（对于 m = 2 模式为 3D），给出模式自转速度。方法 4) 和 5) 中也推导了图样速度加速度。结论。根据可用数据的不同，这些方法提供了多种可供选择的途径。