具有活动势的旋涡星系模拟：分子云形成与气体动力学

我们描述了气体盘对活动旋涡势响应的模拟。该势源自 $N$-体计算，并导致多臂随时间演化的模式。气体形成了典型的大设计星系的长旋臂，尽管旋涡模式是不对称的。与具有一致 2/4 臂模式的大设计旋涡星系的主要区别在于，气体通常不是穿过旋臂，而是落入正在发展的势阱中，仅在当地极小值消散时才被释放。在这种情况下，最密集的气体与旋涡势重合，而不是像大设计旋涡那样存在偏移。因此，我们预期旋涡激波与恒星形成之间没有偏移，也没有明显的共转半径。在大设计旋涡中，当大块物质被剪切离开旋臂时发生的 spur 结构，在本文报道的活动、随时间演化的旋涡中很少见。相反，当底层旋涡势因 $N$-体动力学而消散时，会从旋臂形成大的分支。我们发现，活动势的分子云质量谱与大设计计算中的云相似，主要取决于环境压力而非势的性质。最大的分子云出现在旋臂碰撞时，而不是通过旋臂内的聚集形成。