外场效应对盘状星系径向加速度影响的数值解

在基于 MOND（修正牛顿动力学）的理论中，强等效原理以一种特殊方式普遍被破坏，表现为“外场效应（EFE）”的作用。自引力系统的内部动力学即使受到恒定外场的影响也会改变。在盘状星系中，EFE 可诱发翘曲并改变自转速度。由于 MOND 的非线性，难以推导该重要效应在盘中的解析表达式。本文数值研究了 MOND 的两种非相对论拉格朗日理论中的 EFE：“非二次拉格朗日”理论（AQUAL）与“准线性 MOND”（QUMOND）。对于 AQUAL，仅考虑外场沿盘轴或球状星系中测试粒子轨道相对于外场倾斜的轴对称场构型。对于更易处理的 QUMOND，我们还计算了外场相对于盘轴倾斜的三维场构型。我们特别考察外场在多大程度上修改了自转曲线的准平坦部分。虽然我们的 QUMOND 结果与已发表的 QUMOND 数值结果吻合良好，但发现 AQUAL 预测的 EFE 弱于已发表的 AQUAL 结果。然而，AQUAL 仍预测强于 QUMOND 的 EFE，这显示了当前理论的不确定性。我们还阐明了在固定星系模型下，MOND 对内部区域自转曲线上升部分的预测在很大程度上依赖于盘厚度，而仅弱依赖于合理的外场。最后，我们将外区结果总结为一个改进的近似解析表达式。