在旋转参考系中恢复引力势：将 Deep Potential 应用于模拟棒旋星系

恒星运动学提供了一扇窥探引力场、进而窥探包括暗物质在内的全部质量分布的窗口。Deep Potential 是一种利用借自深度学习的数学工具对分布函数建模并求解无碰撞玻尔兹曼方程，从而由恒星在相空间中的位置快照确定引力势的方法。在本工作中，我们将 Deep Potential 方法推广至旋转系统，并随后证明它能仅利用恒星速度的冻结快照，准确恢复一个模拟棒旋盘星系的引力势、密度分布与图案速度。我们证明，在以类太阳位置为中心、半径为 4 kpc 的子体积内利用恒星，可将棒图案速度恢复到模拟星系的 15% 以内；在 2 kpc 子体积内则可达到 20% 以内。此外，通过从恢复的总密度中减去模拟“观测”恒星密度，我们能够推断模拟星系中暗物质密度的径向轮廓。这一对 Deep Potential 的扩展是将其应用于具有旋转特征（如中心棒与旋臂）的银河系的重要一步，并可能提供一种确定银河系棒图案速度的新方法。