正的Lynden-Bell导数：通往棒旋星系陷阱的门票？

我们将一个棒旋星系模型的N体模拟结果转化为作用量变量和频率的语言。利用这种语言，我们分析了在成熟棒旋阶段，模型中所有轨道在长时间尺度上的行为。我们表明，轨道在加入棒旋结构时保持了其绝热不变量，该不变量考虑了轨道的三维结构。这使我们能够对每条轨道应用Lynden-Bell导数的概念，并追踪导数符号如何变化，即角动量$L_z$和轨道进动速率$\Omega_\mathrm{pr}$的异步变化（正常轨道模式）如何转变为同步变化（异常模式）。当$\Omega_\mathrm{pr}$达到图案的角速度$\Omega_\mathrm{p}$时，发生向异常模式的转变，此后轨道被捕获在棒旋陷阱中。所有这些都发生在作用量的长期变化背景下（$L_z$减小，$J_\mathrm{R}$和$J_z$增加）。同时，位于两个稳定拉格朗日点附近的共转粒子也经历着作用量的长期变化。它们的$L_z$增加并向边缘漂移，使共转半径向外移动。我们还表明，只有当棒旋速度随时间减慢时，无论是什么原因导致棒旋减速，轨道模式从正常到异常的转变以及轨道被棒旋捕获才有可能。我们的发现澄清并扩展了数值模型中棒旋结构形成和演化的图景。