三维中双组分厚盘的局部引力不稳定性

旋转盘的局部引力不稳定性被认为是不同天体物理过程中的重要机制，包括星系中气体和恒星团块的形成。我们旨在三维中研究双组分厚盘的局部引力不稳定性。我们以最近提出的一个解析三维（3D）不稳定性判据为起点，该判据适用于具有不可忽略厚度的盘，形式为$Q_{\rm 3D}<1$，其中$Q_{\rm 3D}$是经典二维Toomre $Q$参数（用于无限薄盘）的三维版本。这里我们将三维稳定性分析扩展到双组分盘，首先考虑第二个无响应组分对$Q_{\rm 3D}$的影响，然后考虑两个组分都有响应的情况。我们将其应用于具有等温垂直分布的双组分盘，例如可以代表同时包含恒星和气体组分的星系盘。最后，我们放宽等温垂直分布的假设，研究具有多方垂直分布的单组分自引力盘，多方指数取值范围对应于对流稳定结构。我们发现$Q_{\rm 3D}<1$（其中$Q_{\rm 3D}$可由观测推断量计算得出）是局部引力不稳定性的稳健指标，仅微弱依赖于第二组分的存在以及温度或速度色散的垂直梯度。我们推导出双组分盘中平面局部引力不稳定性的一个充分条件，当两个组分都有$Q_{\rm 3D}>1$时可以使用。