顾建宇，董小波

(1.中国科学院 云南天文台，昆明650216；2.中国科学院大学，北京100049)

1 引言和理论基础

银河系研究的主要目标之一，是测量并计算出银河系的结构，即各种组成成分(如恒星核球、恒星盘、暗物质晕和气体等)的空间分布，以及它们的速度空间信息。为了实现这个目标，在观测上，需要高精度的天体测量学及测光学数据(如Gaia)和光谱数据(如LAMOST)；在理论和计算上，星系动力学建模是核心。星系动力学建模的理论基础是恒星系统的动力学，即研究大量的点质量粒子在它们共同的引力场中的运动[8]。关于银河系建模，尽管星系作为自引力系统，没有星系能处于严格的热力学平衡态或完美的动力学平衡态，然而平衡态动力学模型(或称稳态[steady state]，或准定态[quasi-stationary state])，对于解释银河系和河外星系的观测至关重要。从实际情况看，暗物质晕作为星系引力势的主要提供者，仅在短暂且罕见的主并合事件中，才远离动态平衡，一般情况下该动态平衡仅受吸积或次并合等事件的小扰动。从模型需求的角度看，由动力学测量数据推断出物质分布，该模型要求假设星系处于(准)平衡态；另外，平衡态模型是最简单的模型，更复杂的情况可以被建模为平衡态模型的“扰动”、“变形”或迭加[20]。

运动积分是粒子在轨道运动中的不变量；作用量，则是可以与角变量形成正则坐标的一类特殊的运动积分。由于在“作用量-角变量”坐标下运动方程形式的简单性，作用量成为很有吸引力的变量。……