软化效应对星系动力学模拟的影响

动力学模拟是研究盘星系长期演化的基本工具。即使在其最大分辨率下，它们仍然只追踪有限数量的粒子，并且通常解析的尺度仅为几十秒差距量级。一般来说，空间分辨率由软化长度（的某个倍数）定义，其值的设定是在期望的分辨率与限制小尺度噪声的需求之间做出的折衷。几项工作已经研究了固定在空间和时间上的软化尺度是否足以很好地模拟天体物理系统这一问题。在此，我们在动力学模拟和盘不稳定性的背景下探讨这一问题。我们首先追踪了一个类星系物体在孤立状态下的演化，然后设置了一个理想化合并事件的模拟。除了使用标准固定软化方法的运行外，我们还进行了软化长度根据局部密度场在空间和时间上的演化而随粒子变化的模拟。尽管在合并最剧烈的阶段，固定软化模拟倾向于低估最终的物质密度，但就盘成分的演化而言，我们发现各次运行之间没有显著差异。我们得出结论，使用适当的固定软化尺度是模拟$N$体非宇宙学盘星系系统问题的安全方法。