棒旋星系中的规则轨道与混沌轨道——I. 应用 SALI/GALI 方法探索其在多个模型中的分布

区分星系模型中轨道的混沌行为与规则行为是一个重要问题，有助于我们理解星系动力学演化。本文通过应用较小（及广义）对齐指数 SALI（及 GALI）技术，处理了这一问题，研究对象是通过数值积分棒旋星系势场中运动方程获得的大量轨道样本。我们首先估计了二自由度（DOF）情况（星系仅延伸于 $(x,y)$ 空间）下混沌轨道与规则轨道的比例，并表明该比例是能量的非单调函数。对于该模型的三自由度扩展（在 $z$ 方向），我们通过探索不同的初始条件集合以及改变模型参数（如棒的质量、大小和模式速度），给出了类似的估计。我们发现，规则运动在离星系中心径向距离较小处（此处相对非轴对称力较弱）以及离赤道面距离较小处（此处稳定周期轨道附近的俘获很重要）更为丰富。我们还发现，在合理的参数范围内，棒模式速度的变化对相空间中规则运动与混沌运动的比例影响不大。通过使用不同的初始条件集合，我们表明在棒分量质量更大的星系模型中混沌运动占主导，而具有更胖或更厚棒的模型通常表现出更规则的行为。最后，我们发现混沌轨道的比例与棒强度密切相关。