N体模拟中银河系棒共振的年轮结构

我们研究了银河系自洽N体模拟中（有无人马座矮星系扰动的情况下）银河系棒共振相空间的结构和演化。在一个理想化的盘演化模型中，恒星仅受到由于对暗物质晕的动力学摩擦而减速的棒的扰动，预测被棒的共转共振捕获的恒星在相空间中形成特征性的“年轮”结构：随着共振在向外扫掠时体积膨胀，它依次在其表面捕获周围的恒星，因此早期在内盘捕获的恒星被发现优先靠近共振核心。然而，尚不清楚这种结构是否在受到各种时变扰动（特别是旋臂和经过的卫星星系）的更现实的星系盘中持续存在。本文通过自洽N体模拟证明，预测的年轮结构确实在现实的噪声环境中出现。尽管存在旋臂、与人马座矮星系的相遇、棒模式速度的波动，以及数值噪声——所有这些都驱动相空间中的恒星扩散——年轮结构在慢作用-角空间中仍然保存完好。我们的结果表明，棒共振的年轮结构是棒减速的稳健信号，因此它在银河系中的发现意味着存在一个从棒中移除角动量的暗物质晕。