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棒旋星系平坦轮廓(肩)的轨道支撑与演化

星系天体物理 2023-09-18 v2

摘要

许多棒旋星系在其棒主轴密度轮廓中表现出上翘(肩)。模拟研究暗示肩由环状 x1x_1 轨道支撑,出现在生长中的棒中,并可在棒弯曲之后出现。我们通过模拟中轨道的频率分析研究肩的轨道支撑与演化。我们确认环状轨道支撑肩,并且在经垂直增厚后在一定程度上仍可支撑。我们表明环状轨道出现在共振 (ΩφΩP)/ΩR=1/2(\Omega_\varphi - \Omega_\mathrm{P})/\Omega_R=1/2(类似于经典内林德布拉德共振,此处称为 ILR)处,其垂直与径向频率比为 1Ωz/ΩR3/21 \lesssim\Omega_z/\Omega_R \lesssim 3/2(垂直温热轨道)。ILR 处的冷轨道(那些 Ωz/ΩR>3/2\Omega_z/\Omega_R > 3/2 的)垂直薄且无环,对肩贡献可忽略。随着棒因长期演化或弯曲而减慢和增厚,它们在 ILR 处填充温热轨道。进一步增厚使这些轨道趋向穿越垂直 ILR [vILR, (ΩφΩP)/Ωz=1/2(\Omega_\varphi - \Omega_\mathrm{P})/\Omega_z=1/2],在此它们将面内运动转为垂直运动,变得混沌、运动学更热且更少支撑肩。因此,持久肩要求棒俘获新恒星,与生长棒的需求一致。由于弯曲加速了 ILR 处温热轨道的俘获,其后可继以肩形成,如模拟中所见。该序列支持最近的观测发现,即肩可能先于 BP 核球出现。用于频率分析的 python 模块 naif 已公开提供。

关键词

引用

@article{arxiv.2303.04828,
  title  = {Orbital support and evolution of flat profiles of bars (shoulders)},
  author = {Leandro Beraldo e Silva and Victor P. Debattista and Stuart R. Anderson and Monica Valluri and Peter Erwin and Kathryne J. Daniel and Nathan Deg},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2303.04828},
  year   = {2023}
}

备注

Published in ApJ; A few additional figures in response to referee's request. Conclusions unchanged