一维初始冷系统的Vlasov-Poisson方程：后坍缩拉格朗日微扰理论
宇宙学与河外天体物理
2015-06-23 v1 星系天体物理
摘要
我们从分析角度研究了一维中初始光滑、冷、自引力无碰撞系统的坍缩。该系统被描述为相空间中的一个中心"S"形结构，周围环绕着一个近似静止的晕，局部像谐振子背景一样作用于S上。为了解析S在其自引力和晕的影响下的动力学，我们引入了一种新颖的后坍缩拉格朗日微扰理论方法。该方法使我们能够跟踪系统在连续穿越时间之间的演化，并以迭代方式描述中心S与晕之间的相互作用。我们的理论预测与基于水袋法的熵守恒数值模拟结果进行了对照。虽然我们的后坍缩拉格朗日方法不允许我们严格计算系统的长期行为，即经过多次穿越时间之后，但它解释了数值模拟中观测到的投影密度的近似幂律行为。将模型推向晚期表明，系统可能在某个时刻形成一个非常小的平坦核心，但这非常具有推测性。本分析表明，理解初始冷系统的动力学需要精细的方法才能正确描述其核心部分。此处进行的分析当然可以推广到球对称情况。
引用
@article{arxiv.1411.4165,
title = {Vlasov-Poisson in 1D for initially cold systems: post-collapse Lagrangian perturbation theory},
author = {Stephane Colombi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1411.4165},
year = {2015}
}
备注
20 pages, 9 figures, accepted for publication in MNRAS