银河回波

Gaia揭示了太阳邻域恒星相空间中的各种子结构，包括$(z,v_z)$空间中的垂直“蜗牛”结构。这种子结构通常被解释为盘状恒星对单一扰动（例如与卫星星系的脉冲相遇）的不完全相混合响应。在本文中，我们考虑了这种结构可能包含相空间回波表现的可能性。相空间回波最初于20世纪60年代在等离子体物理学中确立，当无碰撞系统受到两次扰动时出现：对两次扰动的宏观响应混合到相空间中的小尺度，然后它们非线性耦合，产生第三次宏观“回波”响应，而无需第三次扰动。我们使用角-作用变量推导了等离子体回波理论的银河类比，并将其应用于银河系垂直运动的一维模型。我们使用理想化的测试粒子模拟验证了预测的回波行为，包括和不包括通过分子云轨道散射的扩散。虽然我们得出结论，Gaia蜗牛本身不太可能是一种（纯粹的）回波效应，但我们揭示的基本物理足够普遍，以至于我们预计相空间回波在盘状星系中很常见。