Bar-Halo 相互作用Ⅰ：从基本动力学到修订的 N 体模拟要求

Martin D. Weinberg; Neal Katz

doi:10.1111/j.1365-2966.2006.11306.x

Bar-Halo 相互作用Ⅰ：从基本动力学到修订的 N 体模拟要求

天体物理学 2008-11-26 v1

作者: Martin D. Weinberg , Neal Katz

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摘要

只有通过共振，螺旋臂和栏这类非轴对称特征才能在大尺度上施加扭矩并改变近平衡星系的整体结构。我们详细描述了共振相互作用机制，并推导了使用 N 体模拟准确模拟这些动力学过程所需的粒子数的明确准则，并以数值实验加以说明。为此，我们对扰动理论进行直接数值求解，并与 N 体模拟进行详细比较。这些准则包括：在共振附近对相空间进行充足的粒子覆盖，以及足够的粒子数以最小化引力势能波动，这些波动会改变共振相遇的动力学。我们一些令人惊讶的发现如下：负责将栏耦合到中心暗核的内-Lindblad共振(ILR)，对于以太阳系类似的栏在 NFW 概率文件中的模拟，几乎需要 $10^9$ 个等质量粒子位于virial半径内。接近共振的轨道获得的角动量大于那些迅速穿过共振的轨道。面向当前粒子-粒子模拟中出现的小尺度波动可以将轨道击出共振，防止其滞留，从而降低扭矩。所需的粒子数对感兴趣的情景来说足够高，以至于粒子数的显著收敛是误导性的：收敛是在噪声主导的 regime 中完成的。当前的模拟不足以追踪由栏-暗面相互作用驱动的整个演化过程。我们提出了一种用于测试单个 N 体代码针对实际问题所需要求的程序。[abridged]

关键词

共振 N 体模拟粒子数引力扭矩 secular 演化

引用

@article{arxiv.astro-ph/0508166,
  title  = {The Bar--Halo Interaction--I. From Fundamental Dynamics to Revised N-body Requirements},
  author = {Martin D. Weinberg and Neal Katz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0508166},
  year   = {2008}
}

备注

30 pages, 19 figures, submitted to Monthly Notices. For paper with figures at full resolution: http://www.astro.umass.edu/~weinberg/weinberg_katz_1.ps.gz

Bar-Halo 相互作用Ⅰ：从基本动力学到修订的 N 体模拟要求

摘要

关键词

引用

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