We present a novel absorption line survey using 54 blue horizontal branch stars (BHBs) in the Milky Way halo as background sources for detecting gas flows at the disk-halo interface. Distance measurements to high-latitude ($b$ > 60°) background stars at 3.1-13.4 kpc, combined with unprecedented spatial sampling and spectral resolution, allow us to examine the 3-dimensional spatial distribution and kinematics of gas flows near the disk. We detect absorption signatures of extraplanar CaII and NaI in Keck HIRES spectra and find that their column densities exhibit no trend with distance to the background sources, indicating that these clouds lie within 3.1 kpc of the disk. We calculate covering fractions of $f_{CaII}$ = 63%, $f_{NaI}$ = 26%, and $f_{HI}$ = 52%, consistent with a picture of the CGM that includes multi-phase clouds containing small clumps of cool gas within hotter, more diffuse gas. Our measurements constrain the scale of any substructure within these cool clouds to <0.5 kpc. CaII and NaI absorption features exhibit an intermediate-velocity (IV) component inflowing at velocities of -75 km/s < v < -25 km/s relative to the local standard of rest, consistent with previously-studied HI structures in this region. We report the new detection of an inflow velocity gradient $Δv_z$ ~ 6-9 km/s/kpc across the Galactic plane. These findings place constraints on the physical and kinematic properties of CGM gas flows through the disk-halo interface, and support a galactic fountain model in which cold gas rains back onto the disk.
Kinetic Tomography. II. A second method for mapping the velocity field of the Milky Way Interstellar Medium and a comparison with spiral structure models
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。
The Milky Way Tomography with Subaru Hyper Suprime-Cam. II. Global halo structure
Astronomical Institute, Tohoku University(东北大学天文学研究所);The William H. Miller III, Dept. of Physics & Astronomy, Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学物理与天文学系威廉·H·米勒三世楼)
The Milky Way Tomography with Subaru Hyper Suprime-Cam: Implications for the past orbit of the Large Magellanic Cloud
Astronomical Institute, Tohoku University(东北大学天文学研究所);The William H. Miller III, Dept. of Physics & Astronomy, Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学物理与天文系威廉·H·米勒三世中心)
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 $^{-1}$。
The Milky Way Tomography with Subaru Hyper Suprime-Cam. I. Halo substructures
Astronomical Institute, Tohoku University(东北大学天文学研究所);Department of Advanced Sciences, Faculty of Science and Engineering, Hosei University(法政大学理工学部先进科学科);National Institute of Technology, Sendai College(仙台工业高等专门学校);National Astronomical Observatory of Japan(日本国立天文台);The Graduate University for Advanced Studies(综合研究大学院大学);Department of Astrophysical Sciences, Princeton University(普林斯顿大学天体物理学系);Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe(Kavli宇宙物理数学研究所)
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。
Predicted Stellar Kinematics of a Kiloparsec-Scale Nuclear Disc (or Ring) in the Milky Way
在Debattista et al.(2015)中,我们提出一个千秒差距尺度的核盘是Apache Point Observatory星系演化实验(APOGEE)在凸起的正向角上观察到的恒星视线速度分布(LOSVD)中高速次级峰的原因。在这里,我们作出进一步的定性,但独特的预测的核盘的运动学特性,包括LOSVD在负的振幅(APOGEE-2将观察),并检查整个光盘的自行。由于核环也能够产生类似的高速LOSVD峰,我们提出了预测的自行签名区分核盘和核环。我们还证明,恒星在一个核盘,这将是x2轨道垂直于酒吧,可以保持在这些轨道上很长一段时间,因此可以是老的。我们表明,这样的(旧)核盘的可比大小存在于外部星系。
Introducing galactic structure finder: the multiple stellar kinematic structures of a simulated Milky Way mass galaxy
本文首次将高斯混合模型应用于NIHAO高分辨率星系的归一化角动量和结合能的恒星运动学空间,将恒星分离成多个分量。我们使用模拟的银河系类似物,其恒星组成主机:薄和厚的光盘,经典和伪凸起,和恒星晕的方法。这些恒星结构的性质在大小、形状和旋转支持方面与观测预期吻合得很好。有趣的是,这两个运动盘表面的质量密度分布集中比指数,而凸起和恒星晕是纯粹的指数。我们追溯时间的拉格朗日质量的每一个组成部分分别研究他们的形成历史。在z~3和晕维里化的终点z~1.3之间,所有的分量都失去了一小部分角动量。经典的隆突损失最大(约95%),薄盘损失最小(约60%)。两个球丘都在高红移的位置形成了恒星,而薄盘的形成率约为98%,但在最后的11 Gyr内,SFR恒定在1.5 M $_{\rm\odot}$ /年$^{\rm-1}$。吸积星(占恒星总质量的6%)主要合并到厚盘或恒星晕中,它们分别占其质量的8%和45%。我们的分析管道可在https://github.com/aobr/gsf上免费获得。
Internal kinematics of dwarf galaxies orbitally moving in ultralight dark matter
Faculty of Physics, Taras Shevchenko National University of Kyiv(基辅塔拉斯舍甫琴科国立大学物理学院);Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine(乌克兰国家科学院博戈留博夫理论物理研究所)
Reviving old controversies: is the early Galaxy flat or round? Investigations into the early phases of the Milky Way formation through stellar kinematics and chemical abundances
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 morphology and kinematics of the gaseous circumgalactic medium of Milky Way mass galaxies -- II. comparison of IllustrisTNG and Illustris simulation results