具有规则轨道引力系统的统计力学:矢量共振弛豫的刚体模型

Zacharias Roupas

doi:10.1088/1751-8121/ab5f7b

具有规则轨道引力系统的统计力学:矢量共振弛豫的刚体模型

星系天体物理 2020-10-06 v2 统计力学广义相对论与量子宇宙学

作者: Zacharias Roupas

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摘要

我考虑一个自引力N体系统,假设N个组分围绕星团质心沿规则轨道运动,其中可能存在一个中心大质量天体。我计算了包含全部动能与势能项的完整N体哈密顿量在特征时标上的平均。所得有效系统可将轨道平面辨识为N个刚性盘状陀螺,它们可绕固定公共中心转动并受到相互引力力矩作用。该时间平均对所得正则相空间的正则广义动量施加了边界。我研究了该有界相空间上由有效哈密顿量诱导的统计力学,并计算了热平衡态。这些平衡态源于自旋方向的弛豫(即轨道平面取向的弛豫),称为矢量共振弛豫。我计算了自旋角速度弥散对温度的依赖关系,并求得速度分布函数。我认为Roupas、Kocsis与Tremaine在零动能项特例中辨识的引力相变的有效范围,可扩展至N体星团与中心大质量天体质量比取非零值的情况。讨论了其与天体物理的相关性,重点关注恒星星团。在相同分析应用于无界相空间时,对应于连续的刚性陀螺。

关键词

引力系统规则轨道矢量共振弛豫统计力学刚体模型恒星星团相变

引用

@article{arxiv.1910.05735,
  title  = {Statistical Mechanics of Gravitational Systems with Regular Orbits: Rigid Body Model of Vector Resonant Relaxation},
  author = {Zacharias Roupas},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1910.05735},
  year   = {2020}
}

备注

Minor revision to match published version in Journal of Physics A

具有规则轨道引力系统的统计力学:矢量共振弛豫的刚体模型

摘要

关键词

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