星系盘中的径向混合：盘结构与卫星轰击的影响

我们利用一系列数值模拟，研究了类似银河系 (MW) 的盘星系中恒星径向迁移的机制与效应。一个孤立的、无碰撞的、具有类 MW 标高的恒星盘，仅显示出由本轮轨道所预期的径向“模糊”效应。减小盘的厚度或向盘中加入气体，会通过与暂现旋臂和/或中心棒的相互作用，显著提高径向迁移的水平。我们还考察了受到来自宇宙学动机的卫星吸积历史引力扰动的无碰撞盘。在能最好再现 MW 观测性质的受扰盘中，最终位于太阳邻域环区 (7 kpc < R < 9 kpc) 的恒星中，有 20% 起始于 R < 6 kpc，7% 起始于 R > 10 kpc。这种迁移水平将为太阳邻域恒星的年龄-金属丰度关系带来相当大的弥散。在孤立盘模型中，迁移概率反映了盘的径向质量轮廓，但在受扰盘中，迁移优先发生在盘束缚较弱的较大半径处。迁移粒子的轨道动力学在孤立盘和受扰盘中也有所不同：卫星扰动驱使粒子在给定半径变化下获得更低的角动量。因此，卫星扰动似乎是引发径向迁移的一种独特机制，可与由棒和旋臂结构引发的迁移协同作用。我们研究了半径变化与轨道圆度或垂直能量变化之间的相关性，识别出可用于检验模型并在 MW 盘的化学动力学巡天中区分径向迁移机制的特征。