螺旋结构 幽灵物质 宇宙物理学。6:螺旋结构。(第4页)回到一阶项,我们有:(15)
在极坐标中:(16)
三阶项相互抵消。(17)
即:(18)
二维分布函数为:(19)
速度椭圆的主轴满足:(20)
随后引入数密度 n( ),得到:(21)
以及:(22)
在对称结构 F* 中,我们也采用 Eddington 型解。(23)
(24)
(25)
(26)
根据参考文献 [1],我们知道泊松方程为:(27)
其中 为引力势。 为第一折叠处的质量密度, 为第二折叠处的质量密度。对于此轴对称系统,最终的微分方程为:(28)
引入:(29)
其中 Vo 和 Vo* 为特征速度。引入以下无量纲量:(30)
将速度椭圆的主轴表示为:(31)
于是我们得到关于非旋转轴对称系统的泊松微分方程,用无量纲参数 、 、 表示:(32)
-
表示对称结构的重要性(特征质量比)。
-
表示相邻两折叠 F 与 F* 中热速度的比值。
-
和 分别表示两个族群中的特征长度(相当于 Jeans 长度)。
以无量纲形式表示的质量密度满足:(33)
数值计算的初始条件将在 = 0 时给出。此时:(34)
严格来说,这并不符合物理实际,因为 - 运动基本被忽略,但二维模拟本身也不完全符合物理现实。我们构建这一模型,旨在驱动二维数值模拟,以稳态条件作为初始起点进行探索。
