球塌缩实验系统平衡形态研究

我们对通过N个质点的无耗散塌缩形成的自引力系统的形态演化进行了纯理论研究。我们探讨了质量和长度分辨率对由径向轨道过剩触发的非稳定性所形成的三轴结构增长的影响。我们指出，随着分辨率的提高，平衡态从轻微的长球状转变为扁球状。需要N ~= 100000或更多的粒子数才能使轴向纵横比收敛。同时确定了软化参数的上限，e ~ 1/256。随后，我们研究了由无标度冷初始质量分布（ro ~ r^-g，0 <= g <= 2）形成的一组平衡态的性质。对于初始更尖的结构（g值更大），扁率会增大。我们绘制了空间中的密度分布，发现当g <= 3/2且低至总质量<~0.1%时，没有证据表明存在幂律内部结构。然而，当3/2 < g <= 2时，平衡态下的质量分布在大约10%的质量分数内与指数为~g的幂律分布吻合得很好。我们将其解释为，对于更尖的轮廓，由于中心处发生了更多的相混合，导致剧烈弛豫效率降低。我们绘制了平衡态的速度场，并注意到在小半径处，速度粗粒化分布函数(DF)在非常好的近似下是麦克斯韦分布。