低表面亮度星系如何形成螺旋臂？

低表面亮度星系(LSB)螺旋臂的形成与演化尚不明了。我们使用解析模型和N体+流体动力学模拟研究了两种原型LSB星系F568-VI和F568-01中螺旋臂的动力学。首先将盘建模为由星体和气体组成的两组系統，受球形暗物质 halo 的引力场影响，受局部非轴对称扰动作用。然而未形成局部螺旋。随后我们假设盘为由星体组成的单组系統，处于球形暗物质 halo 的净引力势中，扰动为全局 $m=2$ 不稳定性。在此情况下，螺旋形成的增长时间分别为0.78和0.96 Gy，分别对应于星系的几个动力学时间。最后，我们使用N体+流体动力学模拟代码RAMSES模拟LSB星系。\emph{我们的结果表明，伴随轴率为0.7的扁平暗物质 halo 引起的四极场}是驱动LSB盘中长期存活全局螺旋的必要条件。此外，对应超星际爆炸质量分数约为 $\sim$ 0.05 的反馈对于符合观测到的星体表面密度至关重要。模拟得到的螺旋可存续约十个动力学时间，平均模式速度介于10-15 $\rm{km s^{-1}{kpc}^{-1}}$ 之间。因此形成的螺旋臂是由扁平暗物质 halo 的潮汐场驱动的暂态全局模式。