Detecting Dark Matter Substructures around the Milky Way with Gaia
冷暗物质(CDM)理论是现代宇宙学和天体物理学的支柱,它预言了银河系周围存在大量无星暗物质晕。然而,这些“黑暗”子结构的明确观测证据仍然难以捉摸。在这里,我们提出了一种检测方法的基础上小,但可检测的,速度变化的轨道子结构强加在MW磁盘上的恒星。使用高分辨率的数值模拟,我们估计,新的太空望远镜盖亚应该检测到一些无星子结构的运动学特征提供CDM范式持有。这样的测量将在低质量尺度上对原始物质的功率谱提供前所未有的限制,并提供对暗物质的粒子物理性质的新处理。
2014-10-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Radial mixing in the outer Milky Way disk caused by an orbiting satellite
使用测试粒子模拟,我们研究外银河系盘的结构,因为它是由一颗卫星在一个紧密的偏心轨道上的银河系扰动。一颗质量为10^9兆索尔数倍的卫星可以加热银河系外盘,激发螺旋结构和弯曲,并在速度分布中诱导出流。我们研究粒子偏心率与初始和当前轨道之间的平均半径的变化。这些数量之间的相关性减少后,一些卫星近心通道。出生于外星系的恒星可以从它们的出生位置沿半径移动,并被放置在它们出生半径内的低偏心率轨道上。我们建议,合并和卫星星系和subhalos的扰动可以诱导恒星金属丰度分布的径向混合。
2009-04-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark Matter in the Milky Way's Dwarf Spheroidal Satellites
银河系的矮球状卫星包括已知的最近、最小和最不明亮的星系。它们也表现出动力学质量和发光质量之间的最大差异。本文回顾了发展的经验约束的结构和运动学的dSph恒星星族,并讨论了这种现象如何转化为限制的数量和分布的暗物质内dSph。对宇宙学和暗物质的粒子性质的一些含义进行了讨论,并确定了未来研究的一些主题/问题。
2012-05-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Vertical Displacement of the Milky Way Disk
观测到银河系朝向银河系反中心的振荡垂直位移,波长约为8千秒差距,振幅约为100秒差距(随着距银河系中心的距离而增加)。这些振荡被认为是来自银河系矮卫星的盘扰动的结果。它们解释了麒麟座环,并可能与银河系的螺旋结构有关。
2017-08-11 astro-ph.GA
An [$α$/Fe]-enhanced thick disk in a Milky Way Analogue
银河系盘由两个突出的组成部分组成-一个厚的,富含α,低金属含量的组成部分和一个薄的,富含金属,低α的组成部分。外部星系已经被证明包含薄和厚的盘组件,但是否在[ $α$ /Fe]-[Z/H]平面的不同组件存在于其他银河系类星系还不知道。我们目前的VLT-MUSE观测UGC 10738,一个附近的,边缘银河系般的星系。通过星族合成模型的拟合,我们证明UGC 10738中含有与银河系中相同组分空间分布相似的富α和贫α恒星星族。我们将讨论如何发现,外部星系也包含化学上不同的磁盘组件可能会作为一个显着的限制银河系自己的薄和厚盘的形成。
2021-05-22 astro-ph.GA
The density profile of Milky Way dark matter halo constrained from the OGLE microlensing sky map
本研究利用OGLE微引力透镜天图数据,结合暗物质晕核/尖点轮廓与MDMS占比建模,在68%置信度下探测到银晕中心282秒差距的核,并可同时约束MDMS占比与核尺寸且无强简并。
2024-12-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Milky Way Disk
本文总结银河系盘的结构、厚薄盘定义、非轴对称结构及径向迁移,并基于盖亚数据与数值模拟探讨其形成演化历史。
2024-12-16 astro-ph.GA
Dark Photon Dark Matter Radio Signal from the Milky Way Electron Density
本文研究了银河系中暗光子暗物质与自由电子的类汤姆逊过程产生的射电信号背景,通过计算ALMA和SKA望远镜的灵敏度,证明可探测大范围暗光子质量的无约束参数空间。
2025-04-07 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Too big to fail? The puzzling darkness of massive Milky Way subhaloes
我们表明,无耗散LCDM模拟预测,银河系中大多数最大质量的subhalo密度太大,无法容纳任何明亮的卫星(L_V > 10^5 L_sun)。这些暗的次晕在下沉时的圆速度为30-70 km/s,下沉质量为[0.2-4] x 10^10 M_sun。除非银河系是一个统计异常,这意味着星系形成成为有效的随机在这些质量。这与星系光度和晕圈速度(或晕圈质量)之间的单调关系形成鲜明对比。我们表明,至少有两个(通常是四个)这些大规模的黑暗subhaloes预计将产生一个更大的暗物质湮灭流量比天龙座。如果矮卫星中的重子反馈或不同的暗物质物理学能在0.3 - 1千秒差距的尺度上使大质量次晕的中心密度降低一个数量级,那么就有可能绕过这些结论。
2011-05-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
The formation of Milky Way-mass disk galaxies in the first 500 million years of a cold dark matter universe
在无数微小的原星系中,是否存在着一个与现代星系相似的群体,这是一个悬而未决的问题。我们表明,使用BlueTides,第一个流体动力学模拟大到足以解决相关的规模,第一个大质量星系的形成,事实上%预测有广泛的旋转支持磁盘。虽然它们的形态在某些方面类似于在低得多的红移下看到的Milky Way类型,但这些高红移星系比它们的低红移星系更小,密度更大,气体更丰富。通过对216个具有$z=8-10$红移的星系统计样本的运动学分析,我们发现盘状星系占恒星质量大于或等于$10^{10} M_\odot$的星系总数的70%。因此,冷暗物质宇宙学对大爆炸后5亿年的大星系人口做出了具体的预测。我们认为,宽视场卫星望远镜(如WFIRST)将在不久的将来发现这些第一个巨大的盘星系。它们的结构和形成历史的简单性应该使宇宙学的新检验成为可能。
2015-06-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the Edge: the relation between stellar and dark matter haloes of Milky Way-mass galaxies
利用APOSTLE宇宙流体动力学模拟研究了类银河系中吸积恒星晕和暗物质晕的形成。我们表明,恒星晕主要是由从少数大质量矮星剥离的恒星组成的,其中大多数都被今天的破坏。另一方面,暗物质晕主要由小的未分辨的次晕($\lesssim 10^6$ M $_{\odot}$)和一个由从未与次晕结合的粒子组成的"光滑“成分组成。尽管存在这些差异,构成恒星晕大部分的大质量矮星也贡献了相当大一部分的暗物质。从这些矮星上剥离下来的恒星和暗物质通过它们的运动学联系在一起,这在晕的相空间结构中留下了印记。我们研究了恒星相空间中焦散线等特征的位置与暗晕特性之间的关系。我们表明,“边缘”的恒星晕是一个探针的暗物质晕质量和组装历史。银河系质量星系的边缘在表面亮度为$^{-2}$ 31-36等角秒时应该是可见的。
2023-02-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Hints on the Nature of Dark Matter from the Properties of Milky Way Satellites
暗物质的本质仍然是未知的,也是最基本的科学谜团之一。虽然标准冷暗物质模型(CDM)成功地描述了大尺度,但在银河系和亚银河系尺度上可能存在缺陷。正是在这些高度非线性的尺度上,暗物质粒子的性质受到了强烈的天体物理学约束。虽然莱曼- $α$森林的观测探测了轻度非线性区域的物质功率谱,但银河系的卫星星系提供了一个很好的实验室,可以在更小的尺度上测试潜在的宇宙学。在这里,我们提出的结果从一组高分辨率模拟银河系大小的暗物质晕在八个不同的宇宙学:CDM,温暖的暗物质(WDM)的粒子质量为2千电子伏和六个不同的冷加暖暗物质(C+WDM)模型,不同的分数,$f_{\rm wdm}$,和质量,$m_{\rm wdm}$,温暖的组件。我们使用了三种不同的观测测试基于银河系卫星观测:总卫星丰度,它们的径向分布和它们的质量分布。我们表明,同时满足所有三个约束的要求设置非常强的限制暗物质的性质。这表明了多维小尺度方法在排除大尺度观测仍然允许的模型方面的力量。
2013-04-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Phat ELVIS: The inevitable effect of the Milky Way's disk on its dark matter subhaloes
我们介绍了ELVIS项目的扩展,以解释银河系对它的subhalo人口的影响。我们的模拟套件,Phat ELVIS,包括12个高分辨率的宇宙学暗物质-只有(DMO)的银河系大小的$Λ$ CDM~晕($M_{\rm v} = 0.7-2 \times 10^{12} \,\mathrm{M}_\odot$)的变焦模拟,以及12个重新运行嵌入星系的潜力增长,以配合今天观察到的银河系盘和凸起。中央星系的潜力破坏subhalos的轨道与小pericenters在每个晕,无论星系质量比晕质量。这有几个重要的含义。1)大多数的$\mathtt{Disk}$运行没有subhaloes大于$V_{\rm max} = 4.5$ km s $^{-1}$内$20$ kpc和一个显着缺乏的子结构回去$\sim 8$陀螺仪,这表明当地的流加热信号从黑暗的子结构将是罕见的。2)由$\mathit{Gaia}$数据推导出的银河系卫星的近心分布与$\mathtt{Disk}$运行中的次晕近心分布非常相似,而DMO运行大大高估了近心小于20 kpc的星系。3)增强的破坏产生了与经典的“失踪卫星”问题相反的张力:为了解释银河系中已知的$30$ kpc范围内的超微弱星系,我们必须用$V_\mathrm{peak} \simeq 7$ km s $^{-1}$($M \simeq 3 \times 10^{7} \,\…
2019-05-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
First constraints on Fuzzy Dark Matter from the dynamics of stellar streams in the Milky Way
我们提出了一种新的方法来限制质量的超轻玻色子的暗物质使用恒星流的破坏形成的球状星团在银河系。模糊暗物质(FDM)晕的湍流密度场导致了稀薄流的扰动和动力学加热。使用数值模拟的基础上的一个有效的模型,我们探索这种现象的幅度,并表明,这是观察到的轴子质量范围$m_a$,这是有趣的缓解“小规模问题”的$Λ$ CDM。我们推导出一个分析模型的增厚薄恒星流,并获得早期保守的玻色子质量的下限为$m_a > 1.5 \times 10^{-22}~$ eV,使用前盖亚文献数据的六个银河系流和边缘化后的物理参数。这表明了使用这种新的动力学方法作为一个完全独立的探测FDM,补充莱曼- $α$森林数据的基础上的结果的巨大希望。
2018-08-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Milky Way has no thick disk
已知银河系星盘中不同的恒星子群有不同的垂直高度,它们的厚度随着年龄的增加而增加。利用SEGUE光谱测量数据,我们最近发现,定义在[α/Fe]-[Fe/H]空间中的单丰度子居群,在径向和垂直方向上都可以用单指数空间密度剖面很好地描述,因此任何给定丰度的恒星都明显地与标度高度h_z的子居群相关联。在这里,我们工作如何确定恒星表面质量密度的贡献,在太阳半径R_0的每个这样的子人口,占调查选择功能,并为分数的恒星星族质量,反映在光谱目标恒星给定的人口不同的丰度和年龄分布。综合起来,这使我们能够推导出恒星星族对标度高度h_z的表面质量贡献Δ R_0}(h_z)。令人惊讶的是,我们发现在这个质量加权的尺度-高度分布中没有薄-厚盘双峰的暗示,而是一个平滑的递减函数,近似为H_{R_0}(h_z)\propto \exp(-h_z),从h_z ~ 200 pc到h_z ~ 1 kpc。由于h_z最终是薄盘或厚盘的结构定义属性,因此这清楚地表明银河系具有连续且单调的盘厚度分布:不存在明显特征为独特成分的“厚盘”。我们讨论了我们的结果是如何与纯几何磁盘分解,或化学丰度分析似乎双峰的证据是一致的。我们将太阳半径处的可见恒星总表面质量密度限定为<$^*_{R_0} = 30 +/- 1 M_ \odot pc^{-2}。
2012-04-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Structure and Dynamical Evolution of the Stellar Disk of a Simulated Milky Way-Mass Galaxy
我们研究的结构,年龄和金属丰度梯度,和动力学演化使用宇宙学放大模拟银河系质量的星系在现实环境中的反馈项目。在模拟中,年龄大于6 Gyr的恒星形成于一个混乱的爆发模式,在z = 0时具有最大的垂直高度(1.5 - 2.5 kpc),而年龄小于6 Gyr的恒星形成于一个相对平静,稳定的盘中。在所有半径范围内,垂直尺度的高度都随着恒星年龄的增加而增加,因为(1)早期形成的恒星在“出生时”更厚,(2)恒星在形成后运动学上被加热到更厚的分布。相同年龄的恒星外盘比内盘厚(耀斑)。这导致正的垂直年龄梯度和负的径向年龄梯度。径向金属丰度梯度在中平面为负,在较大的盘高|Z|处为负,在|Z|~1.5kpc处为正。垂直金属丰度梯度在所有半径处都是负的,但在较小半径处更陡。这些趋势与银河系中的观测结果大致一致,并且可以从年龄梯度中自然地理解。垂直的恒星密度分布可以很好地描述为两个分量,标度高度分别为200 - 500 pc和1 - 1.5 kpc。厚的组成部分是由年龄超过4 Gyr的恒星混合而成,它们是通过几种机制的组合形成的。我们的研究结果还表明,它是有可能形成一个薄盘在宇宙学模拟,即使有很强的恒星反馈。
2017-01-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Accretion History of the Milky Way Dark Matter Halo and the Origin of its Angular Momentum
在邻近星系的引力场模型中,进入银河系和大麦哲伦云的暗物质流产生了银河系暗物质晕的生长历史,最终的角动量大致在观测方向上,它在大麦云周围产生了类似于麦哲伦流的暗物质流。
2014-08-25 astro-ph.GA
A small slice of the Milky Way disk in SDSS
银河系盘的现今状态可以告诉我们很多关于银河系历史的信息,并提供有关其形成的见解。我们已经建立了一个高精度的星表使用的数据从斯隆数字巡天(SDSS)和使用这些恒星探测加热的历史,以及调查详细的相空间分布。我们还展示了如何使用该样本来探测银河系盘的全局性质,采用Jeans方程来提供靠近盘的势的简单模型。我们的模型与文献中的其他模型非常一致,并表明在太阳附近,圆盘而不是晕主导着圆周速度。在这些会议中提出的工作已被发表为“SDSS中的银河系圆盘的切片和切割”(Smith等人,2012年)。
2012-01-17 astro-ph.GA
Spurious Radial Migration from Relativistic Effects in the Milky-Way Disk
引力红移的梯度在银河系的潜力诱导一个明显的虚假径向迁移。我证明了这种效应仅仅与最近由Gaia eDR 3测量的局部加速度有关,这意味着光谱位移为$[-2.4x10 ^{-2}/(r/8 kpc)] km/s/kpc。横向多普勒效应产生了相当的贡献。这两种相对论效应产生的虚假径向速度相当于在宇宙年龄期间穿过银河盘的主要部分,并且必须在未来任何恒星实际径向迁移的测量中进行校正。
2022-03-17 astro-ph.GA
A radial age gradient in the geometrically thick disk of the Milky Way
在银河系中,厚盘可以用单个恒星的丰度、运动学或年龄来定义;或者用几何学来定义,如高出中平面的恒星。在附近的星系中,只能使用几何定义,厚盘似乎有很大的径向尺度长度,它们的红色表明它们是一致的老。银河系的几何厚盘也是径向延伸的,但它的化学性质远非均匀:阿尔法增强的恒星被限制在银河系内部。在模拟的星系中,老恒星集中在中心,几何厚度的圆盘也径向延伸。较年轻的恒星星族在模拟盘的外部区域闪耀,使这些恒星高出中平面。由此产生的几何厚盘因此显示出径向年龄梯度,从中心区域的老到外围的年轻。根据我们对APOGEE调查中大量巨星样本的年龄估计,我们现在可以测试银河系的这种情况。我们发现,在银河系中的几何定义厚盘确实有一个强大的径向年龄梯度:红团星的年龄中位数从9 Gyr的内盘到5 Gyr的外盘。我们认为,至少一些附近的星系也可能具有年龄不一致的厚盘,并且几何厚盘可能是由于其内部和外部的不同形成机制而产生的复杂结构。
2016-09-05 astro-ph.GA
A couple of recent developments in the structure of the outer disk of the Milky Way
在这篇文章中,我们总结了我们小组最近取得的成就,对银河系外盘结构的理解,特别强调外盘的范围,以及太阳圈以外的螺旋结构。
2013-10-05 astro-ph.GA
Simulated Milky Way analogues: implications for dark matter indirect searches
我们研究高分辨率的流体动力学模拟银河系类型的星系内获得的“演化和组装的银河系及其环境”(EAGLE)项目,并确定那些最好的满足观测约束银河系的总恒星质量,旋转曲线,和星系的形状。与根据其总维里质量选择的模拟星系相反,如此确定的银河系类似物在太阳圈内始终表现出非常相似的暗物质轮廓,因此能够更准确地预测间接暗物质搜索。我们发现,特别是高分辨率的模拟晕满足观测的限制表现出,在内部的几个千秒差距,暗物质配置文件比那些需要解释所谓的费米GeV过剩通过暗物质湮灭浅。
2016-01-04 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Why the Milky Way's bulge is not only a bar formed from a cold thin disk
通过分析一个N体模拟的球形成简单地通过一个酒吧不稳定性机制运作的运动学冷恒星盘,并通过比较这种分析的结果与银河系的主要恒星星族的结构和运动学性质的凸起,我们得出的结论是,我们的银河系的凸起是不是一个纯粹的恒星酒吧形成的一个预先存在的薄恒星盘,最近的一些研究表明。在本文中强调的几个论点的基础上,我们提出,在银河系中,被观察到的核球人口不属于花生结构的一部分,对应于旧的银河系厚盘,从而意味着银河系是一个纯粹的薄+厚盘星系,只有一个可能有限的贡献的经典核球。
2014-11-05 astro-ph.GA
The Edge of the Milky Way Stellar Disk Revealed Using Clump Giant Stars as Distance Indicators
我们使用盘的丛巨星作为标准烛光校准依巴谷天体,以绘制它们的分布与两个新的近红外银河系平面调查:UKIDSS-GPS和VVV。我们探讨了不同的选择削减丛巨人。我们的结论是,在银河系的各个视线方向上,在R=13.9+/-0.5kpc处存在着银河系恒星盘的边缘。考虑了翘曲的影响,在不同的距离和平面上方和下方取场。我们证明了银河系恒星盘的边缘现在可以在近红外线中映射,以测试不同的模型,并建立我们自己在银河系中的位置。
2011-05-16 astro-ph.GA
How does the stellar disk of the Milky Way get its gas?
在化学动力学演化模型中,通常假设银河系是由内而外形成的,这意味着流入到盘上的气体随着银河系中心距离的增加而减少。同样,复制厚盘和隆起的化学丰度之间的差异相对于薄盘,在早期的吸积通量较高的假设。利用从宇宙学模拟中提取的一组类银河星系,我们研究了模拟恒星盘在整个演化过程中气体的吸积。总的来说,我们发现上面概述的图像是成立的,尽管详细的行为取决于银河系的组装历史和星系形成物理学的复杂性。
2018-05-04 astro-ph.GA
The low abundance and insignificance of dark discs in simulated Milky Way galaxies
我们调查的存在和重要性的暗物质光盘在24个模拟银河系星系的样本中的APOSTLE项目,在拉姆达CDM宇宙学的流体动力学模拟的EAGLE计划的一部分。有人认为,银河系中的暗盘可能会增加暗物质的密度,并改变相对于太阳位置的光滑晕的速度模量,这对直接探测实验产生了影响。从暗物质的运动学分解和所有24个晕的真实空间分析,我们发现,只有一个模拟的银河系类似物具有可检测的暗盘组件。这一独特的事件是由一颗LMC质量的卫星在很低的掠射角下与一颗LMC质量的卫星合并造成的。考虑到即使是这种罕见的情况下,只增加了35%的暗物质密度在太阳半径和影响的高能量尾部的暗物质速度分布不到1%,我们得出结论,在银河系中的暗盘的存在是不太可能的,是非常不可能有一个显着的影响直接检测实验。
2016-06-02 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Milky Way thin and thick disk kinematics with GAIA EDR3 and RAVE DR5
利用GAIA DR 3星表对太阳邻域内银河系盘的运动学进行了详细的分析。为了确定银河系恒星盘的局部运动学,我们使用了278,228颗红巨星分支(RGB)恒星的完整样本,这些恒星分布在一个圆柱体中,以太阳为中心,半径为1 kpc,半高为0.5 kpc。我们分别确定每个银河半球的RGB恒星的运动学性质,以寻找可能的不对称性。RGB星的运动学性质揭示了两个运动学上不同的组成部分的存在:薄盘的平均速度${V_R}, {V_ϕ}, {V_Z}$约为-1,-239,0 km s $^{-1}$,速度色散$σ_R, σ_ϕ, σ_Z$为31,20和11 km s $^{-1}$,厚盘的平均速度分量约为+1,-225,0 km s $^{-1}$,速度弥散为49、35和22 km/s $^{-1}$。我们发现,在银道面以上/以下500 pc的高度,厚盘星约占盘星的一半。如此高数量的RGB恒星与厚盘运动学点在长期演化的银河系厚盘的起源场景。
2022-05-02 astro-ph.GA
Simulated Milky Way analogues: implications for dark matter direct searches
我们研究星系形成的影响暗物质直接检测使用高分辨率的流体动力学模拟的银河系内模拟的鹰和APOSTLE项目。我们确定的银河系类似物,满足银河系的自转曲线和恒星总质量的观测约束。然后,我们提取的暗物质密度和速度分布在太阳附近的这套银河系的类似物,并使用它们来分析目前的直接检测实验的结果。对于大多数银河系类似物,从最佳拟合麦克斯韦分布(峰值速度为223 - 289 km/s)获得的直接检测实验中的事件率与直接从模拟中获得的事件率相似。因此,在低暗物质质量下,与标准晕模型相比,在暗物质质量和自旋无关横截面平面中通过直接检测实验设置的允许区域和排除限制移动了几个GeV。对于每个暗物质质量,局部暗物质密度的晕到晕变化导致截面的允许区域和排除限制的整体移位。然而,DAMA和CDMS-Si的暗物质信号的可能暗示与LUX和SuperCDMS的零结果的兼容性没有得到改善。
2016-05-10 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
The Milky Way disk
这篇评论总结了我在银河系光盘上的特邀演讲。其背后的想法是触及那些可以被认为是当今银河系盘研究中的热门话题:厚盘的现实,银河系的螺旋结构,以及外银河系盘的性质。近年来,在这些主题上做了大量工作,但仍然缺乏一个连贯和清晰的画面。详细的研究与高质量的光谱数据似乎支持一个双星系盘,有一个明确的分离成薄和厚的组成部分。关于银河系的螺旋结构,仍然存在许多混乱和非常不一致的想法。我们在圆盘中的位置使我们无法观察它,我们只能推断它,这个推断过程还远未成熟,在很大程度上取决于所选择的示踪剂,所采用的模型及其局限性,在许多情况下,这些都没有得到适当的解释,也没有得到足够的思考。最后,关于银河系盘的大小(尺度长度,截断半径),以及对观测到的外盘恒星星族的解释,无论是外部实体(麒麟座,三角座-仙女座,大犬座)还是真正的盘属性的表现(例如,Warp和Flare)。
2015-02-10 astro-ph.GA
Milky Way's Thick and Thin disk: Is there distinct thick disk?
这篇文章是基于我们在592 WE-Heraeus研讨会上关于银河系模型的讨论会,重建银河系的历史:光谱调查,天体地震学和化学动力学模型。讨论的重点是以下问题:“是否存在不同的厚盘和薄盘?".这个问题的答案取决于人们对薄磁盘和厚磁盘所采用的定义。这次讨论的参与者一致认为银河系中至少有两种不同类型的圆盘。然而,关于如何最好地定义这两种类型的圆盘(化学上、运动学上、几何上或年龄上?)仍然存在重要的悬而未决的问题。不同的圆盘的起源是什么,这个问题仍然悬而未决。这次会议强调的未来银河系调查应该有助于我们回答这些问题。近一个小时的辩论涉及该领域的研究人员,代表不同的建模方法(银河系模型,如TRILEGAL,贝桑松和银河系,化学演化模型,扩展分布函数方法,宇宙学背景下的化学动力学,以及自洽的宇宙学模拟),说明了拥有所有这些并行方法的重要性。所有的方法都有其优点和缺点(也讨论过),不同的方法对于解决特定的问题是有用的,这些问题可能有助于我们回答上面更一般的问题。
2016-08-04 astro-ph.GA
Dark matter neutrinos: A proposed mechanism for the stellar rotational velocity curve of the Milky Way
观测到的银河系自转速度曲线与当前引力动力学理论的不一致是有据可查的。这条曲线意味着存在着比可观测到的质量大得多的物质,即暗物质。目前的模型估计暗物质的数量约占总物质的85%。本文探讨了相对论中微子作为暗物质的一个潜在来源,并提出了一个粗糙的双星吸积模型机制,在银河系的中心,他们的生产。结果表明,这是符合目前的引力理论,银河系的观测速度曲线和当前的估计比例的暗物质重子物质的85%的顺序。
2020-06-30 astro-ph.GA
Implications of Milky Way Substructures for the Nature of Dark Matter
我们研究了如何间接观察银河系中的暗物质子结构,利用最近的恒星流研究,转化为不同的暗物质模型的约束。特别是,我们使用的测量数量的黑暗subhalos在质量范围$10^7-10^9\,{\rm M_{\odot}}$约束修改subhalo质量函数相比,冷暗物质的情况。我们分别得到了暖暗物质和模糊暗物质粒子质量的下界$m_{\rm WDM} > 3.2\,{\rm keV}$和$m_{\rm FDM} > 5.2\times 10^{-21}\,{\rm eV}$。当暗物质耦合到一个黑暗的辐射浴,我们发现,动力学解耦必须发生在温度高于$T_{\rm kd} > 0.7\,{\rm keV}$。我们还讨论了恒星流观测的未来前景。
2020-06-04 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
An old, metal-rich accreted stellar component in the Milky Way stellar disk
我们研究的可能性,银河系的冷恒星盘包括合并与古老的恒星。星系团被认为是以等级的方式形成的,在那里较小的(原)星系合并成较大的星系。星系中的恒星,如银河系,在它们的运动和元素丰度中包含了过去事件的痕迹,可以用来从主星系中形成的恒星中分离合并残留物。银河系的合并历史通常被理解为在恒星晕中特别容易研究。欧空局天体测量卫星盖亚的出现使人们能够探测到光环中的全新结构,如盖亚-土卫二-香肠。然而,模拟也表明,合并可能对冷恒星盘的形成很重要。结合元素丰度的100个巨大的分支恒星从APOGEE DR 17和盖亚的天体测量数据,我们使用元素丰度比找到一个迄今为止未知的,旧的恒星组成部分在银河系的冷恒星盘。我们进一步确定了一个小样本的RR天琴座变量与磁盘运动学,也显示出相同的化学签名吸积红巨星在磁盘。这些恒星使我们能够确定吸积成分中恒星的年代。我们发现它们都是老的。
2022-06-08 astro-ph.GA
Spiral structure of the Milky Way galaxy: observations and theoretical predictions
利用银河系各子系统的运动学性质和密度分布的观测数据,建立了银河系盘的多分量平衡模型。使用无碰撞气体数值模拟的磁盘的动力学进行了研究。在大约一个陀螺之后,一个突出的中央棒形成,其半轴约为3千秒差距。在中心区域之外,发展出多臂螺旋图案,其特征在于m=2、3和4臂螺旋图案的叠加。在我们的模拟中,螺旋结构和酒吧至少存在3 Gyr。银河系盘中棒的存在对银河系各子系统的密度分布有严格的限制,我们发现当盘表面密度分布的径向尺度长度大于2.6kpc时,棒不会形成。类似地,在具有大质量和紧凑的恒星凸起的模型中,银河系盘中的酒吧的形成被抑制。如果未来的GAIA观测证实银河系圆盘中存在着三四臂螺旋图案,这将证明银河系圆盘中螺旋图案的长期存在。
2019-12-16 astro-ph.GA
Where Does the Disk Turn Into the Halo? Cool H I in the Outer Milky Way Disk
利用最近观测的银河系平面21厘米线和连续谱的H I吸收谱,揭示了银河系外盘冷原子云的分布。在吸收中可以清楚地看到中平面的弯曲,就像在发射中一样,并且冷的中性介质也显示出耀斑或尺度高度的增加,其半径与温暖的氢原子的半径相似。相的混合物,作为测量的分数H I在冷云相对于总原子氢,保持几乎恒定的太阳圈出约25千秒差距半径。假设冷相温度约为50 K,这表明混合比为15%至20%冷HI,其余为热HI。
2009-01-16 astro-ph.GA
The Genesis of the Milky Way's Thick Disk via Stellar Migration
银河系盘分为薄和厚的组成部分是由它们的恒星在空间,运动学和金属丰度分布上的差异所支持的。这些差异导致了一种观点,即厚盘早期通过灾难性事件形成,并构成了银河系分层增长的化石证据。我们在这里展示,使用N体模拟,如何双指数垂直结构,与恒星星族显示类似的二分法可以出现纯粹通过内部演化。在这张照片中,恒星径向迁移,同时保持接近圆形的轨道,如Sellwood & Binney(2002)所描述的。当恒星向外移动时,它们聚集在一个增厚的部分。目前在太阳附近发现的这类恒星形成于盘的历史早期,半径较小,恒星更贫金属,α增强,导致观察到厚盘星的性质。根据速度或金属丰度将恒星分类为薄盘或厚盘的成员会导致观察到的其他属性明显分离。SDSS的观测结果支持了这一假设,即过渡区的恒星在自转速度和金属丰度之间没有任何相关性。我们的模拟与银河系观测之间的良好定性一致性暗示,厚盘可能是恒星迁移产生的普遍存在的星系特征。尽管如此,我们不能排除厚盘的一部分是过去更暴力历史的化石,也不能解释所有星系中的厚盘。
2010-09-29 astro-ph.GA
Reliability and limitations of inferring birth radii in the Milky Way disk
恢复银河系中观测到的恒星的诞生半径是银河系考古学的最终目标之一。一种推断ISM金属丰度的诞生半径和演化的方法假设在任何给定的回顾时间ISM金属丰度与半径之间的线性关系。在这里,我们测试了这一假设的可靠性,通过使用4放大宇宙流体动力学模拟从NIHAO-UHD项目。我们发现,只有当恒星盘开始形成时,才能推断出精确的诞生半径,对于我们模拟的星系来说,这发生在~ 10 Gyr之前,与最近对银河系的估计一致。在稍后的时间,ISM金属丰度和半径之间的线性相关性增加,因为恒星运动变得更加有序,ISM金属丰度的方位角变化开始下降。中心棒的形成和合并的扰动可以分别增加内外盘的不确定性。
2022-05-03 astro-ph.GA
The stability of stellar disks in Milky-Way sized dark matter halos
我们采用了一种改进的方法来插入高分辨率的银河系大小的晕的暗物质模拟的活恒星盘,使我们能够调查的命运薄恒星盘在动荡的环境中的冷暗物质结构。我们研究了一组八个不同的光环,从宝瓶座模拟项目,其中恒星盘是按规定的结构生长,然后允许自我一致地演变。在GALIC程序的帮助下,初始速度分布被设置在非常好的平衡中。我们发现,剩余的三轴晕导致显着的磁盘翻滚,定性确认早期的工作。我们表明,盘转动运动是不受影响的星系的结构特性,如存在或不存在的凸起或酒吧。在典型的银河系大小的暗物质晕中,我们预计在z = 1和z = 0之间,盘的平均转动约为40度,大约为6 Gyr。我们还调查的磁盘上的子结构的影响,反过来说,磁盘加热率所造成的暗物质晕子结构。盘的存在减少了中央subhalo丰度的约一个因素的两个,由于从磁盘通道的重力冲击增加蒸发率。我们发现,子结构是重要的恒星盘加热外部,但似乎没有显着影响其内部。
2015-07-14 astro-ph.GA
The Milky and its Gas: Cold Fountains and Accretion
银河系正在从下落的高速云中获取气体。这些物质进入了一个盘-晕界面,在许多地方都充满了HI云,这些云是通过与恒星形成有关的过程从盘中喷射出来的。史密斯云是一个非凡的例子,高速云将相对低金属含量的气体$>10^6$ M $_{\odot}$带入银河系。它可能是一个更大的流的一部分,其中的组件现在正在通过磁盘。
2011-10-18 astro-ph.GA
Tracing the assembly of the Milky Way's disk through abundance clustering
星系形成领域的一个主要目标是了解银河系盘的形成。要做到这一点,第一步是从经验上描述它的现状。我们使用来自27,135颗红团APOGEE恒星的19个丰度的新高维数据集来检查使用丰度定义的集群分布。我们探讨了不同的降维技术,并实现了非参数凝聚层次聚类方法。我们看到,使用丰度定义的群体在空间上是分离的,作为年龄的函数。此外,丰度组在[Fe/H]-年龄平面上代表不同的分布。按年龄排列我们的星系团揭示了随时间变化的化学富集序列的模式。我们的研究结果表明,一个有前途的途径来跟踪磁盘的组装的细节是通过一个完整的解释,我们报告的经验连接。
2020-02-17 astro-ph.GA
Dark Halos of M31 and the Milky Way
结合星系盘自转速度和卫星星系、球状星团的径向速度,构造了M31和银河系~400 kpc范围内的大自转曲线。银河系的GRC是使用最新的太阳自转速度修订的。通过最小卡方拟合,将导出的GRC解卷积为de Vaucouleurs凸起、指数盘和具有Navarro-Frenk-White(NFW)密度分布的暗晕。最佳拟合参数的比较揭示了两个星系的盘和凸起的相似性,而M31的暗晕质量被发现是银河系的两倍。我们表明,NFW模型可能是一个现实的近似观察到的黑暗晕在这两个巨大的螺旋。
2015-04-21 astro-ph.GA
The formation and survival of the Milky Way's oldest stellar disk
本研究利用高α星探究银河系盘的年龄相关结构与恒星形成率,发现盘状几何结构在超过13 Gyr的古老星族中即存在,并将该最古老盘成分命名为PanGu,揭示银河系具有异常平静的动力学历史。
2024-10-13 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
Constraining the vertical structure of the Milky Way rotation by microlensing in a finite-width global disk model
本文在有限宽的全球盘模型框架下模拟了银河系质量分布的垂直结构。仅假设银河系的旋转曲线,我们在太阳轨道内测试模型对两个可测量且彼此无关的过程的预测:引力微透镜,其允许通过最佳拟合测量来固定盘宽度尺度,以及在准圆形轨道近似中建模的旋转的垂直梯度。前者对致密物体中的引力质量敏感,后者对各种引力物质敏感。分析指出,所考虑的磁盘的一个小的宽度尺度,最多,在太阳圈中的非重子暗物质的贡献微不足道。旋转中预测的高垂直梯度值与梯度测量结果一致。
2014-04-24 astro-ph.GA
The radial metallicity gradients in the Milky Way thick disk as fossil signatures of a primordial chemical distribution
在这封信中,我们研究的长期过程引起的径向金属丰度梯度的演变,在一个$N$体银河系类星系的磁盘。我们根据初始的、宇宙学激发的、径向化学分布为模拟的每个粒子分配一个[Fe/H]值,并让圆盘动态演化6 Gyr。这种直接的方法使我们能够只考虑动力学演化的影响,并衡量它们如何以及在多大程度上影响初始化学条件。初始[Fe/H]分布在内部盘中随R增加,直到R ~ 10 kpc,并且随着R的增大而减小。我们发现,最初的化学配置文件不进行重大改造后,6 Gyr的动态演变。在太阳附近的模型预测的最终径向化学梯度是积极的,最近在银河系厚盘观察到的相同的顺序。我们的结论是:1)盘形成时的空间化学印记没有被长期动力学过程所消除; 2)观测到的径向梯度可能是厚盘的动力学遗迹,该厚盘起源于在内部区域显示出正的化学径向梯度的恒星星族。
2014-02-26 astro-ph.GA
Disk stars in the Milky Way detected beyond 25 kpc from its center
上下文银河系恒星盘的最大尺寸目前还不清楚。一些研究表明,在银心距离$R\gtrsim 15$ kpc处,盘状星系的恒星密度会突然下降,这意味着实际上在这个极限之外不会发现盘状星系,或者只有极少数的盘状星系。然而,银河系平面上的恒星在更远的距离被探测到。除了晕的成分外,恒星计数还将盘的末端定位在20 kpc以上,尽管这一点至今还没有被光谱证实。目标。在这里,我们的目标是在更大的距离上用光谱确认盘星的存在。方法.从LAMOST和SDSS-APOGEE光谱调查的数据,我们统计得出的最大距离,在银河系平面的恒星的金属丰度分布是不同的晕人口。结果我们的分析揭示了在R>26 kpc(99. 7% C.L.)甚至在R>31 kpc(95. 4% C.L.)。
2018-04-09 astro-ph.GA
The Age-Thickness Relation of the Milky Way Disk: A Tracer of Galactic Merging History
本研究通过分析银河系恒星盘的垂直厚度与年龄关系,利用LAMOST和SDSS数据及IllustrisTNG50模拟,揭示了约111.3亿年前的GSE主并合事件及多次人马座矮星系穿越,提出了一种示踪星系并合历史的新方法。
2024-12-16 astro-ph.GA
Fermi-LAT Galactic Center Excess morphology of dark matter in simulations of the Milky Way galaxy
本研究利用Hestia模拟的类银河系星系,预测WIMP暗物质湮灭产生的伽马射线形态显著非球形,未来CTA等高能实验可区分暗物质与毫秒脉冲星两种解释。
2025-08-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Tidal Imprints Of A Dark Sub-Halo On The Outskirts Of The Milky Way
我们提出了一个新的分析所观察到的扰动的银河系HI盘推断存在一个黑暗的子晕潮汐与银河系盘相互作用。我们使用高分辨率的光滑粒子流体动力学(SPH)模拟研究扰动暗子晕和银河系的气体盘之间的潮汐相互作用。我们将我们的结果与所观察到的银河系HI图进行比较,发现平面扰动的傅立叶振幅最适合于扰动暗子晕,其质量是银河系的百分之一,近心距为5千秒差距。这种最佳拟合的傅立叶模式发生后的动力学时间近心的方法,当扰动是90千秒差距从银河系中心。我们的分析代表了一种新的方法来间接表征黑暗的子晕的潮汐引力印记,他们离开的气体盘的星系。我们还阐明了抛物轨道的一个基本性质。我们表明,在一定的条件下,可以打破退化之间的质量的扰动和近心距离的潮汐力的评价-直接确定暗扰动,产生了所观察到的干扰的质量。
2009-09-29 astro-ph.GA
A dynamically young and perturbed Milky Way disk
银河系中的大多数恒星都位于银河系的盘面上,它的演化受到几种现象的影响。例如,银河系的棒和旋臂会引起恒星的径向迁移,并可以捕获或散射靠近轨道共振的恒星。来自卫星星系的外部扰动也可以发挥作用,导致银河系的动态加热,圆盘中的环状结构以及恒星速度不同分量之间的相关性。这些扰动也会在星盘中造成“相位缠绕”的特征,例如恒星在银河平面内运动时的拱形速度结构。这些动力学过程的一些表现已经被探测到,包括附近恒星样本中的运动学子结构,密度不对称性和银河系盘上的速度与轴对称和平衡的预期不同,特别是在垂直方向,以及盘中不完全相混合的特征。在这里,我们报告了银河系圆盘中600万颗恒星的运动分析。我们表明,相空间分布包含不同的子结构与各种形态,如蜗牛壳和脊,当空间和速度坐标相结合。我们推断,该盘必须在3亿至9亿年前受到扰动,这与之前对人马座矮星系近心通道的估计一致。我们的研究结果表明,银河系的磁盘是动态的年轻,它作为时间无关和轴对称的建模是不正确的。
2018-09-24 astro-ph.GA
Dawn of the Milky Way disk: Determination of when a rotationally supported disk appears and dating the spin-up of the disk
Observational Astrophysics, Department of Physics and Astronomy, Uppsala University(乌普萨拉大学物理与天文学系观测天体物理学);Lund Observatory, Division of Astrophysics, Department of Physics, Lund University(隆德大学物理系天体物理学分部天文台)
研究通过分析319835颗LAMOST的次巨星数据,首次确定银河系盘自转加速的时间,发现盘从晕状结构转变为盘状结构发生在-1.25 < [Fe/H] < -0.9区间,并确定其平均年龄为12.1±2.8 Gyr,同时发现盘的旋转支撑发生在-1.25 < [Fe/H] < -1区间,高α星标记了这一转变,而低α星则直接达到今日太阳的圆周速度。
2026-05-20 astro-ph.GA
Exploring Dark Matter with Milky Way substructure
银河系暗物质湮灭的明确探测将解开粒子物理学和宇宙学中最杰出的谜题之一。最近的观测激发了一些模型,其中湮灭率是由索末菲效应(Sommerfeld effect)提高的,索末菲效应是一种由长程吸引力引起的非微扰增强。在这里,我们应用索末菲校正通过Lactea II,一个高分辨率的N体模拟银河系大小的星系,调查的相空间结构的星系晕。我们发现,从运动学冷子结构的湮灭光度可以增强的数量级相对于以前的计算,导致预测的伽马射线通量从多达数百个黑暗的团块,应该是可检测的费米卫星。
2009-07-02 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Gaia inertial reference frame and the tilting of the Milky Way disk
虽然银河系盘和暗物质晕对称面之间的精确关系仍然有些不确定,但相对于惯性参考系的时变盘取向似乎是可能的。分层结构形成模型预测,暗物质晕是三轴的,并且以~2 rad/哈勃时间(~30 muas/yr)的特征速率翻滚。这些模型还预测了一个随时间变化的气体吸积,这样盘的角动量矢量应该与晕的角动量矢量不一致。这些效应,以及大麦哲伦星云的潮汐效应,将导致盘的角动量矢量相对于类星体参考系的旋转。我们评估的准确性,从盖亚的位置和自行可以被称为一个运动学非旋转系统,并表明,自旋矢量的变换从任何刚性自洽目录框架的类星体定义的准惯性系统应被定义为优于1 μ as/年。盖亚对这个惯性系的测定将揭示盘方向随时间变化的任何特征,改进银河系的潜力和动力学模型,测试引力理论,并为人马座矮星系和麦哲伦云的轨道演化提供新的见解。
2014-06-01 astro-ph.GA
Two Populations of Carbon-Enhanced Metal-Poor Stars in the Disk System of the Milky Way
我们提出了一个低分辨率的化学动力学分析,AAOmega星系结构演化巡天(AEGIS)的恒星光谱($R \sim 1300$),重点关注银河系盘系统内两个关键的碳增强贫金属(CEMP)恒星群:人口略有增加($L_z < 1000\,$ kpc $\,$ km $\,$ s $^{-1}$)和强迁移($L_z > 1000\,$ kpc $\,$ km $\,$ s $^{-1}$)群体。基于它们的化学和运动学特征,并与最近文献中发现的类似种群进行比较,我们初步将前者与源自$Gaia$香肠或$Gaia$ -土卫二的异位内晕种群联系起来。后一个种群与金属弱厚盘(MWTD)有关。我们讨论了它们的影响的背景下,银河系的形成历史。
2020-12-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
Age Demographics of the Milky Way Disk and Bulge
我们使用广泛的$Gaia$数据发布2集的长周期变量,选择一个样本的富氧Miras整个银河系盘和隆起的研究。利用米拉脉动周期和恒星年龄/化学之间的关系,我们切片的银河系盘和膨胀的恒星密度作为周期的函数。我们发现这两个组件的形态演变作为恒星年龄/化学的函数与恒星盘被包围在老年,逐渐变薄,更径向扩展在年轻的恒星年龄,符合图片的内-外和颠倒形成的银河系的磁盘。我们看到了扰动盘的证据,在恒星平面内外都可以看到大尺度的恒星超密度。我们发现,凸起是很好地模拟了轴比为$\sim [1:0.4:0.3]$的三轴箱形分布。最古老的Miras($\sim$ 9-10 Gyr)显示出小棒状形态,而年轻的恒星则以$\sim 21^{\circ}$的视角倾斜于太阳-银河系中心线。这表明,棒的形成和屈曲发生在8-9 Gyr之前,较老的Miras足够热,以避免被成长的棒所困。我们发现最年轻的米拉表现出强烈的花生形态,轴承的特征X形的倾斜酒吧结构。
2019-12-05 astro-ph.GA