视线运动学的研究表明,许多银河系球状星团有一个显着程度的内部旋转。然而,需要结合自行和视线速度的三维运动学来揭示角动量在这些古老恒星系统形成和演化中的作用。在这里,我们提出了第一个定量研究的内部旋转的平面上的天空大样本的球状星团使用自行盖亚DR 2。我们在$>$ 3-sigma置信水平下检测了51个集群中11个集群的自行切向分量中的旋转特征,证实了Gaia collaboration et al.(2018)中报告的8个集群的检测,并通过2-sigma旋转检测识别了11个GC。对于检测到的全局旋转的集群,我们构建的二维旋转地图和适当的运动旋转曲线,我们评估旋转相对于随机运动($V/σ\sim0.08-0.51$)的相关性。我们发现证据的内部旋转和弛豫时间的程度之间的相关性,突出了长期的动态演化的重要性,在塑造集群当前的属性。这有力地表明,角动量在团簇形成的早期阶段一定发挥了重要作用。最后,利用旋转地图的空间信息和视线数据的比较,我们提供了一个子集的8个集群的旋转轴的倾斜度的估计。我们的工作表明盖亚数据的球状星团的内部运动学研究的潜力,并提供了第一步,重建其内在的三维结构。
英文摘要:
Line-of-sight kinematic studies indicate that many Galactic globular clusters have a significant degree of internal rotation. However, three-dimensional kinematics from a combination of proper motions and line-of-sight velocities are needed to unveil the role of angular momentum in the formation and evolution of these old stellar systems. Here we present the first quantitative study of internal rotation on the plane-of-the-sky for a large sample of globular clusters using proper motions from Gaia DR2. We detect signatures of rotation in the tangential component of proper motions for 11 out of 51 clusters at a $>$3-sigma confidence level, confirming the detection reported in Gaia collaboration et al. (2018) for 8 clusters, and additionally identify 11 GCs with a 2-sigma rotation detection. For the clusters with a detected global rotation, we construct the two-dimensional rotation maps and proper motion rotation curves, and we assess the relevance of rotation with respect to random motions ($V/σ\sim0.08-0.51$). We find evidence of a correlation between the degree of internal rotation and relaxation time, highlighting the importance of long-term dynamical evolution in shaping the clusters current properties. This is a strong indication that angular momentum must have played a fundamental role in the earliest phases of cluster formation. Finally, exploiting the spatial information of the rotation maps and a comparison with line-of-sight data, we provide an estimate of the inclination of the rotation axis for a subset of 8 clusters. Our work demonstrates the potential of Gaia data for internal kinematic studies of globular clusters and provides the first step to reconstruct their intrinsic three-dimensional structure.
Orbits of 152 Globular Clusters of the Milky Way Galaxy Constructed from the Gaia DR2 data
我们介绍了银河系152个球状星团的轨道及其性质,这些星团是使用Vasiliev(2019)列表中的平均Gaia DR 2自行和其他天体测量数据获得的。对于轨道积分,我们使用了基于Navarro-Frenk-White暗晕的银河势的轴对称模型,并由Bajkova和Bobylev(2016)使用Bhattacharjee et.al.(2014)目录中银河系天体在银河系中心距离的广泛区域(高达200 kpc)的圆速度进行了修改。在对所得到的轨道进行分析的基础上,我们修正了Massari等人提出的球状星团子系统的组成。(2019).
Milky Way Subsystems from Globular Clusters Kinematics Using Gaia DR2 and HST Data
我们采用Vasiliev(2019)的151个银河系球状星团的Gaia DR 2自行,结合距离和视线速度来推导它们的运动学性质。为了将星系团分配给银河系厚盘,凸起和晕,我们遵循Posti等人(2018)的方法,他们使用恒星的轨道区分不同的银河系恒星成分。特别是,我们使用的比率$L_{z}/e$,的$Z$投影的角动量的偏心率,人口示踪剂,我们补充从文献和蒙特卡罗模拟中提取的化学丰度。我们发现20个球状星团属于银河系的棒/凸起,35个表现出盘的性质,96个是晕的成员。此外,我们还发现晕状球状星团的自转速度接近于零,平均值为$<Θ>$ =1 $\pm$ 4 km s $^{-1}$ .另一方面,样品的集群,属于厚盘具有显着的旋转与平均旋转速度179 $\pm$ 6公里s $^{-1}$。20个球状星团在银河系的棒/球区域内运行,平均自转速度为49 $\pm$ 11 km s $^{-1}$。
Kinematic characteristics of the Milky Way globular clusters based on Gaia DR2 data
利用Gaia(ESA)Data Release 2的数据,对银河系中的球状星团(GCs)进行了轨道计算。为了探索GC之间可能的近距离接触(或碰撞),使用我们自己开发的高阶phi-GRAPE代码,我们向后和向前整合了119个具有可靠位置和自行的物体的轨道。在计算中,我们采用了一个现实的轴对称银河势(球+盘+晕)。使用不同的撞击条件,我们发现了六个GC中的四对可能在过去5Gyr的半质量半径(碰撞)之和的两倍内经历了一次相遇:Terzan 3- NGC 6553,Terzan 3 - NGC 6218,Liller 1 - NGC 6522和Djorg 2 - NGC 6553。
Globular clusters of the Gaia Enceladus/Sausage -- I. Orbital and dynamical evolution on cosmological timescales
Main Astronomical Observatory, National Academy of Sciences of Ukraine(乌克兰国家科学院主天文台);Nicolaus Copernicus Astronomical Centre Polish Academy of Sciences(波兰科学院尼古拉·哥白尼天文学中心);Fesenkov Astrophysical Institute(费森科夫天体物理研究所)
Search for Extra-Tidal RR Lyrae Stars in Milky Way Globular Clusters From Gaia DR2
我们利用潮汐外的天琴座RR型恒星来研究银河系球状星团的动力学,并了解动力学摩擦和潮汐破裂等效应如何影响这些星团。RR型天琴座恒星的Gaia DR 2星表(Clementini et al. 2018)与文献中汇编的球状星团的自行和潮汐半径数据一起使用。分析了56个银河系球状星团的样本。在这56个银河系球状星团中,只有11个有潮汐外的天琴座RR星。然而,只有两个星团,即NGC 3201和NGC 5024,有足够的潮汐外RR天琴座恒星得出有趣的结论。NGC 3201有13颗潮汐外的天琴座RR星,它们围绕中心呈不对称分布,尾区的恒星数量多于前部。我们的结论是,这些不对称的潮汐尾巴是由于潮汐中断和剥离碎片从集群的综合作用。另一方面,NGC 5024有5颗潮汐外的天琴座RR星,其中4颗集中在距离中心约3倍潮汐半径的区域。这些可能是由于潮汐破坏而从星团中撕裂出来的恒星。这些潮汐外的RR型天琴座恒星在星团中的存在可能是一个迹象,表明更多的星团恒星存在于它们的潮汐半径之外,这可能是由星团的深宽场CMD揭示的。
Globular cluster number density profiles using Gaia DR2
利用Gaia DR 2的数据,我们研究了银河系球状星团样本的径向数密度分布。适当的运动用于准确的成员选择,特别是在集群的郊区至关重要。由于中心的严重拥挤,盖亚数据由来自HST和表面亮度测量的文献数据补充。这导致了81个星团,其完整的密度分布覆盖了每个星团的整个潮汐半径(及更远)。我们使用一组单质量模型,从国王和威尔逊模型,以广义降低等温石灰模型和最近推出的spes模型,允许列入潜在的逃生者的密度分布模型。我们发现,国王和威尔逊模型都太简单,完全再现的密度分布,国王(威尔逊)模型平均低估(高估)的径向范围的集群。从limepy模型得到的截断半径与基于星团质量及其轨道的Jacobi半径估计值相似。我们显示了明确的结构和环境参数之间的相关性,作为银心半径和积分亮度的函数。值得注意的是,潜在逃逸者的回收分数与集群的近心点半径,光度和集群浓度。半质量与Jacobi半径的比值也与截断参数和PE分数相关,显示了Roche叶填充的效果。
Milky Way total Mass derived by Rotation Curve and Globular Cluster kinematics from Gaia EDR3
利用基于作用的分布函数的银河系的动力学模型,我们估计了它的总质量和密度分布。约束来自盖亚EDR3的球状星团自行,来自基于盖亚DR2数据的旋转曲线,以及来自垂直力数据。我们使用贝叶斯马尔可夫链蒙特卡罗方法来探索参数,其中球状星团分布函数和银河系势是完全约束的。利用数值模拟的方法研究了可能存在大质量大麦哲伦云时,位势约束的不确定性。我们发现大质量的LMC(1.5 $\times10^{11}$ M $_{\odot}$)会影响大半径的MW质量测量,包括银河系和LMC。我们还使用FIRE2 Latte宇宙流体动力学模拟,使模拟数据集从银河系,包括许多非松弛的子结构。我们测试了这些非松弛子结构对最终结果的影响,发现测量的旋转曲线在输入值附近波动在5%以内。通过在选择重子和暗物质的先验质量分布方面保持较大的自由度,导致MW的总质量范围从$5.36_{-0.68}^{+0.81}\times10^{11}$ M $_{\odot}$到$7.84_{-1.97}^{+3.08} \times 10^{11}$ M $\odot$。这包括一个假定的大质量LMC的贡献,并显着缩小了MW总质量范围之前公布。这样的总质量导致暗物质在太阳位置的密度为$0.34_{-0.02}^{+0.02}$ GeV cm $^{-3}$。
The Influence of the Bar on the Dynamics of Globular Clusters in the Central Region of the Milky Way. Frequency Analysis of Orbits According to Gaia EDR3 Data
The Global Dynamical Atlas of the Milky Way mergers: Constraints from Gaia EDR3 based orbits of globular clusters, stellar streams and satellite galaxies
Kinematics of Multiple Stellar Populations in Globular Clusters with Gaia
球状星团(GC)中多个恒星星族的内部动力学对它们形成的物理过程提供了独特的约束。特别是,星团恒星的现今运动学,如自转和速度色散,似乎与系统的初始配置有关。在最近的工作中(Milone et al. 2018),我们第一次分析了NGC0104(47 Tuccino)中不同恒星星族在大视场内的运动学,利用Gaia Data Release 2自行与多波段地基测光相结合。本文基于Cordoni等人的工作。(2019),我们将这种分析扩展到六个GC,即NGC0288,NGC5904(M5),NGC6121(M4),NGC6752,NGC6838(M71),并进一步探索NGC0104。在分析的星系团中,只有NGC0104和NGC5904在天空平面上显示出明显的旋转。有趣的是,NGC5904中的多个恒星星族呈现出不同的自转曲线。
Cluster Ages to Reconstruct the Milky Way Assembly (CARMA). II. The age-metallicity relation of Gaia-Sausage-Enceladus globular clusters
Universidade de Vigo(维戈大学);Universidad de La Laguna(拉古纳大学);INAF - Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna(博洛尼亚天文物理与空间科学研究所);INAF – Osservatorio Astronomico di Roma(罗马天文台);INAF – Osservatorio Astronomico di Abruzzo(阿布鲁佐天文台);INFN - Sezione di Pisa, Universitá di Pisa(比萨大学及意大利国家核物理研究所比萨分部);Instituto de Astrofísica de Canarias(加那利群岛天体物理学研究所);Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Bologna(博洛尼亚大学物理与天文学系);Universidad de Granada(格拉纳达大学)
Mass modelling globular clusters in the Gaia era: a method comparison using mock data from an $N$-body simulation of M4
随着银河系球状星团(GCs)内部运动学和动力学研究的黄金时代的到来,评估建模技术在恢复GCs质量、质量分布和其他动力学性质方面的性能是及时的。在这里,我们比较了不同的质量建模技术(分布函数(DF)为基础的模型,牛仔裤模型,和网格的N体模型),通过应用它们来模拟观察从一个明星的GC M 4的星N体模拟Heggie。模拟模拟现有和预期的GC数据:表面亮度或数密度分布,局部恒星质量函数,视线速度,哈勃太空望远镜和盖亚类自行。我们讨论的方法的成功和局限性。我们发现,多质量DF为基础的模型,牛仔裤,和N体模型提供更准确的质量配置文件相比,单质量DF为基础的模型。我们强调的复杂性,在拟合的运动学在郊区由于大力未绑定的恒星与集群(“潜在的逃生者”,而不是捕获截断DF模型,也不是孤立的集群的N体模型),这可以避免与DF为基础的模型,包括潜在的逃生者,或与牛仔裤模型。我们讨论了解释大规模种族隔离的方法。例如,在质量函数中具有自由度的基于三分量DF的模型是避免单质量模型的偏差的简单替代方案(其系统地低估了总质量,半质量半径和中心密度),而更现实的基于多质量DF的模型在残余物含量中具有自由度,这是推断残余物的总质量和质量函数的有希望的途径。
The Hubble Missing Globular Cluster Survey. II. Survey membership tools and kinematic analysis of NGC 6749
INAF - Astrophysics and Space Science Observatory of Bologna(意大利国家天体物理研究所博洛尼亚天体物理学与空间科学观测站);Department of Physics and Astronomy, University of Bologna(博洛尼亚大学物理与天文系);INAF, Osservatorio Astronomico di Padova(意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台);School of Mathematics and Physics, University of Queensland(昆士兰大学数学与物理学院);Space Telescope Science Institute(太空望远镜科学研究所);atlanTTic, Universidade de Vigo, Escola de Enxeñaría de T(维戈大学 AtlanTTic 计算机工程学院)