暗物质卫星引发的旋臂与棒状不稳定性

我们探索了包含 100 个暗物质卫星群体的 N 体 M31 模型在 100 亿年内的长期动力学演化。卫星群体的结构和运动学特征建模为遵循 Lambda-CDM 宇宙学模拟的预测。尽管与卫星群体发生了多次相互作用，垂直盘加热效应很小，仅在等效太阳半径 $R = 2.5R_d$ 处垂直速度弥散 $\sigma_z$ 和盘标高 $z_d$ 增加了 20%。然而，在 100 亿年后，恒星盘明显翘曲，盘边缘的 $z_d$ 几乎翻倍。方位角盘加热要大得多，$\sigma_R$ 和 $\sigma_z$ 均增加了 1.7 倍。然而，在没有卫星的对照实验中，弥散增加了 1.5 倍，表明大部分效应是由于散射由摆幅放大噪声激发的旋臂结构引起的加热。令人惊讶的是，卫星对盘的直接撞击可以激发具有显著振幅的旋臂结构，在某些情况下，靠近盘中心的撞击也会诱发棒状不稳定性。星系生命周期内预期的大量暗物质卫星撞击可能是驱动盘长期演化的外部扰动的重要来源。