星系螺旋臂的摆动放大

基于Julian和Toomre (1966)的摆动放大模型，我们研究了盘星系中恒星螺旋臂的形成与结构。我们计算了被放大最强模式的螺距角、波长和放大因子。我们还得到了这些量作为周转圆频率和Toomre的$Q$的函数的拟合公式。随着周转圆频率增加，螺距角和径向波长增加，而方位角波长减小。螺距角和径向波长随$Q$增加，而方位角波长弱依赖于$Q$。放大因子随$Q$迅速减小。为验证摆动放大模型，我们进行了局部$N$体模拟。摆动放大模型得到的波长和螺距角与$N$体模拟的结果吻合良好。在$N$体模拟中放大因子对周转圆频率的依赖性总体上与摆动放大模型一致。利用这些结果，我们估计了螺旋臂数目作为剪切率的函数。若盘与晕质量比固定，螺旋臂数目随剪切率增加而增加。