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目录 1

译者的话 1

中文版序 1

英文版序 1

第1章 引论 1

§1.1 观测概况 4

§1.1.1 恒星 4

§1.1.2 银河系 7

§1.1.3 其他星系 10

§1.1.4 疏散星团和球状星团 15

§1.1.5 星系群和星系团 16

§1.1.6 星系核 17

第2章 势论 20

§2.1.1 牛顿定理 23

§2.1 球状系统 23

§2.1.2 一些简单系统的引力势 24

§2.2 扁平系统的势-密度对 28

§2.2.1 普卢默-库兹明模型 28

§2.2.2 对数势 31

§2.2.3 极端扁平系统中的泊松方程 33

§2.3 椭球体系统 33

§2.3.1 轴对称系统 33

§2.3.2 三轴系统 42

§2.4 多极展开 43

§2.5 势能张量 46

§2.6 盘的势 48

§2.6.1 作为扁等轴椭球体的盘 48

§2.6.2 椭圆积分表示的盘势 50

§2.6.3 贝塞尔函数表示的盘势 51

§2.6.4 非轴对称盘的势 56

§2.7 银河系势 59

§2.8 数值方法 63

问题 69

第3章 恒星轨道 73

§3.1 静态球对称势中的轨道 73

§3.1.1 运动常数和运动积分 78

§3.2 轴对称势中的轨道 80

§3.2.1 子午面上的运动 81

§3.2.2 截面法 83

§3.2.3 近圆轨道：本轮和速度椭球 86

§3.3 平面非轴对称势中的轨道 89

§3.3.1 二维无转动势 89

§3.3.2 二维转动势 94

§3.3.3 弱棒 102

§3.4.1 无转动势 107

§3.4 三维三轴势中的轨道 107

§3.4.2 转动势 108

§3.5 轨道的相空间结构 109

§3.5.1 斯塔克尔势中的轨道 109

§3.5.2 一般势中规则轨道的结构 117

§3.5.3 不规则轨道 119

§3.6 缓变势 123

问题 127

第4章 无碰撞系统的平衡 130

§4.1 无碰撞玻耳兹曼方程 132

§4.1.1 粗粒分布函数 135

§4.2 金斯方程 135

§4.2.1 金斯方程的应用 137

§4.3 位力方程 147

§4.4.1 金斯定理 152

§4.4 金斯定理和球状系统 152

§4.4.2 金斯定理应用于球状系统 153

§4.4.3 具有各向同性速度弥散度张量的系统 154

§4.4.4 具有各向异性速度弥散度张量的系统 166

§4.4.5 微分能量分布 168

§4.5 轴对称系统 170

§4.5.1 平面系统 171

§4.5.2 分布函数为f（ε，Lz）的三维系统 174

§4.5.3 具有第三积分的轴对称系统 176

§4.6 三轴系统 178

§4.6.1 不可压缩流体的平衡 179

§4.6.2 具有分布函数f（E？）的系统 183

§4.6.3 弗里曼的解析棒 184

§4.7 平衡的选择 185

§4.6.4 一般三轴系统 185

§4.7.1 最大熵原理 186

§4.7.2 相点混合和剧烈弛豫 187

§4.7.3 弛豫过程的数值模拟 189

问题 194

第5章 无碰撞系统的稳定性 198

§5.1 金斯不稳定性 201

§5.1.1 金斯不稳定性的物理基础 202

§5.1.2 流体的金斯不稳定性 202

§5.1.3 恒星系统的金斯不稳定性 203

§5.1.4 讨论 206

§5.2 球状系统的稳定性 207

§5.2.1 正压恒星的稳定性 207

§5.2.2 恒星系统的稳定性 212

§5.3 均匀转动系统的稳定性 217

§5.3.1 均匀转动薄层 217

§5.3.2 马克劳林盘 221

§5.3.3 卡尔纳斯盘 227

§5.3.4 马克劳林椭球体 230

§5.3.5 恒星系统与液体系统的比较 231

§5.3.6 长期不稳定性 231

§5.4 小结 233

问题 233

第6章 盘动力学与旋涡结构 238

§6.1 引论 239

§6.1.1 观测 239

§6.1.2 缠卷问题 244

§6.2 较差自转盘的波动力学 246

§6.2.1 预备知识 246

§6.2.2 紧卷旋臂的色散关系 249

§6.2.3 较差自转盘的局部稳定性 256

§6.2.4 长波、短波和群速度 258

§6.3 较差自转盘的整体不稳定性 262

§6.3.1 盘稳定性的数值研究 262

§6.3.2 摆动放大与反馈回路 265

§6.3.3 小结 270

§6.4 旋涡结构理论 271

§6.4.1 林家翘-徐遐生假设 271

§6.4.2 有关密度波的其他理论 276

§6.4.3 其他理论 278

§6.4.4 小结 280

§6.5 棒 281

§6.5.1 作为恒星系统的棒 283

§6.5.2 棒旋星系中的气体动力学 284

§6.5.3 小结 285

§6.6 翘曲 286

问题 291

第7章 恒星系统的碰撞和交会 294

§7.1 动力摩擦 296

§7.1.1 动力摩擦的应用 301

§7.2 高速交会 304

§7.2.1 脉冲近似的应用 310

§7.3 潮汐半径 316

§7.4 并合 319

§7.4.1 球状星系间的交会 319

§7.4.2 自转星系的并合 322

§7.4.3 星系并合的观测 326

§7.5 恒星盘中的交会 331

§7.5.1 分子云对盘星的散射作用 333

§7.5.2 旋臂对盘星的散射作用 337

§7.5.3 小结 341

问题 341

第8章 动力论 345

§8.1 精确解 348

§8.1.1 位力定理 348

§8.1.2 刘维定理 349

§8.1.3 BBGKY方程组 350

§8.2 引力热灾变 352

§8.3 福克-普朗克近似 356

§8.3.1 主方程 356

§8.3.2 福克-普朗克方程 357

§8.3.3 扩散系数 360

§8.3.4 弛豫时标 362

§8.3.5 福克-普朗克方程的数值解 363

§8.4 球状恒星系统的演化 366

§8.4.1 蒸发和抛射 368

§8.4.2 核区坍缩 370

§8.4.3 能均分 374

§8.4.4 双星 375

§8.4.5 非弹性交会 379

§8.4.6 双星与核区坍缩 383

§8.4.7 中央黑洞的影响 383

§8.5 小结 385

问题 386

第9章 星系中的恒星演化 389

§9.1 星系光度和颜色的演化 389

§9.1.1 椭圆星系 389

§9.1.2 旋涡星系 391

§9.1.3 观测 393

§9.2 盘状星系的化学演化 397

§9.2.1 单区模型 397

§9.2.2 盘-椭球子系模型 400

§9.2.3 吸积模型 402

§9.2.4 金属丰度与年龄的关系 404

§9.2.5 小结 406

§9.3 等轴椭球体成分的早期演化 406

§9.3.1 内落和外流 406

§9.3.2 等轴椭球体成分的化学增丰 409

§9.3.3 小结 413

问题 413

第10章 暗物质 414

§10.1 单个星系中的暗物质 415

§10.1.1 太阳邻域 415

§10.1.2 椭圆星系的中央核区 416

§10.1.3 太阳邻域内的自转曲线和逃逸速度 417

§10.1.4 星族Ⅱ示踪天体的动力学 417

§10.1.5 麦哲伦流 419

§10.1.6 星系的自转曲线 420

§10.1.7 其他探测途径 424

§10.2 星系系统中的暗物质 425

§10.2.1 确定本星系群的年龄 425

§10.2.2 双重星系 426

§10.2.3 星系群 429

§10.2.4 星系团 431

§10.3 宇宙学中的暗物质 433

§10.3.1 宇宙的平均光度密度 433

§10.3.2 相对室女团中心的局域流动 434

§10.3.3 引力透镜 437

§10.3.4 原初核合成 438

§10.3.5 宇宙的年龄 440

§10.3.6 Ωo是等于1吗？ 440

§10.4 暗物质的成分 442

§10.4.1 重子暗物质 442

§10.4.2 其他几种暗物质 444

§10.4.3 新的物理理论 446

§10.5 小结 447

问题 448

附录 451

附录1.A 常用数据 451

物理常数 451

天文常数 451

常用关系式 452

附录1.B 数学基础 452

1．向量 452

2．曲线坐标系 453

3．向量分析 456

4．阿贝尔积分方程 458

5．变分学 459

2．阶乘或Г函数 460

1．狄拉克δ函数 460

附录1.C 特殊函数 460

3．误差函数 461

4．椭圆积分 461

5．缔合勒让德函数 461

6．球谐函数 463

7．贝塞尔函数 464

附录1.D 力学 466

1．质点 466

2．质点系 467

3．拉格朗日方程 469

4．哈密顿动力学 471

附录1.E 流体力学 476

1．基本方程 476

2．声波 478

4．群速度 479

3．理想气体 479

附录4.A 强金斯定理的证明 481

附录4.B N体程序 482

附录5.A 无限恒星系统的模式 486

附录5.B 流体系统的扰动能 490

附录5.C 安东诺夫-列波维茨定理 491

附录6.A 归算因子的推导 493

附录8.A 扩散系数 497

附录8.B 平衡态软双星分布 501

附录9.A 宇宙学 503

1．运动学 504

2．几何学 504

3．动力学 505

参考文献 508

名词索引 528