利用多通道奇异谱分析研究星系动力学
星系天体物理
2020-12-24 v1 天体物理仪器与方法
摘要
N 体模拟为我们提供了关于星系结构与演化的大部分认识，但我们对这些模拟的分析往往依赖启发式方法与简单统计量。我们提出一种方法，通过在基函数展开系数及任意其他感兴趣的数据场的多个时间序列中寻找最相关的时序信号，从而同时发现空间与时间上的动力学。该方法提取引力场空间变化的主导趋势以及随时间变化的任何附加数据场。此方法的数学基础称为多通道奇异谱分析（M-SSA）。本质上，M-SSA 是对时间序列副本协方差的主成分分析，每个副本依次滞后某一间隔。主导主成分代表包含最大相关信号份额的趋势。下一个主成分与第一个正交且包含次大份额，依此类推。利用一套先前已分析的模拟，我们发现 M-SSA 可描述棒旋结构的形成与演化，包括模式耦合与图样速度衰减。我们还分析了一项为利用运动学数据研究棒旋结构垂直振荡而定制的新模拟。此外，令我们惊讶的是，M-SSA 在先前已分析的模拟中揭示了一些新动力学，凸显了这一新方法的威力。
引用
@article{arxiv.2009.07870,
title = {Using Multichannel Singular Spectrum Analysis to Study Galaxy Dynamics},
author = {Martin D. Weinberg and Michael S. Petersen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.07870},
year = {2020}
}
备注
18 pages, 14 figures, uses pdflatex, submitted to MNRAS