A new classification of ex-situ and in-situ Galactic globular clusters based on a method trained on Milky Way analogues in the TNG50 cosmological simulations
Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, Université Paris Cité, CY Cergy Paris Université, CNRS(巴黎天文台,巴黎文理研究大学,索邦大学,巴黎西岱大学,塞吉-蓬图瓦兹大学,法国国家科学研究中心);Lund Observatory, Division of Astrophysics, Department of Physics, Lund University(隆德大学天体物理系隆德天文台);Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP)(波茨坦阿基米德天体物理研究所);Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo(东京大学宇宙学国际研究前沿中心);Institut de Ciències del Cosmos (ICCUB), Universitat de Barcelona(巴塞罗那大学宇宙科学研究所);Université de Strasbourg, CNRS, Observatoire astronomique de Strasbourg(斯特拉斯堡大学,法国国家科学研究中心,斯特拉斯堡天文台)
基于TNG50模拟,提出新的方法区分银河系中球状星团的在立与出立种群,揭示其能量阈值下的动态差异及起源预测。
2025-09-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Clues on the Missing Sources of Reionization from Self-consistent Modeling of Milky Way and Dwarf Galaxy Globular Clusters
球状星团是古老恒星形成的独特痕迹。我们通过模拟银河系类型星系的球状星团种群的形成和动力学演化,利用Via Lactea II模拟的合并树,确定了整个宇宙时间内球状星团的形成效率。所有的模型都被限制在再现孤立矮星中观测到的球状星团的比频率和初始质量函数。球状星团的轨道,然后计算在一个随时间变化的引力势后,他们无论是吸积从卫星晕或形成在原位,在银河系晕。我们发现,银心距离和球状星团的金属丰度分布是非常敏感的球状星团的形成效率的红移和晕质量的函数。我们最精确的模型揭示了球状星团形成效率在z~2和z~7-12处的两个明显的峰值,并且倾向于形成效率随着晕质量的减少而适度增加,这与反馈调节恒星形成的预期相反。这个模型精确地再现了银河系中球状星团的位置、速度、质量函数、金属丰度分布和年龄分布,并预测约40%的球状星团是在银河系晕内原位形成的,而其他约60%是从大约20个Vc > 30 km/s的卫星矮星系中吸积而来的,约29%或所有的球状星团是在红移z > 7时形成的。这些结果进一步加强了球状星团的形成是高红移星系中恒星形成的一种重要模式的观点,并可能在星系际介质的再电离中发挥重要作用
2014-06-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Accreted versus In Situ Milky Way Globular Clusters
在这里,我们研究银河系的GC系统,估计吸积与原位形成的GC的分数。我们首先组装一个高质量的数据库的年龄和金属丰度的93银河系GC文献深色星等数据。银河系GC的年龄-金属丰度关系揭示了两个不同的轨道-一个具有约12.8 Gyr的近恒定老年,另一个分支到更年轻的年龄。我们发现,后者年轻的轨道占主导地位的球状星团与人马座和大犬座矮星系。尽管过于简单,它的年龄-金属丰度关系可以很好地表示为一个简单的封闭的盒子模型与连续的恒星形成。推断的化学富集历史与大麦云云相似,但在给定的年龄比小麦哲伦云更丰富。在排除了人马座和大犬座GC之后,仍然有几个年轻的轨道GC。它们的水平分支形态通常是红色的,因此被归类为Young Halo天体,但它们并不倾向于显示出延伸的水平分支(可能是吸积的残余核的特征)。逆行轨道GC(吸积的一个关键特征)通常在年轻的轨道上发现。我们还研究了位于靠近由几个卫星星系定义的天炉座狮子座雕塑家大圆的GC。我们发现,几个GC是一致的年轻的轨道,我们推测,他们可能已经吸积随着他们的主机矮星系,其核心可能生存的GC。最后,我们认为来自6-8个矮星系的27-47个GC(约占整个系统的1/4)被吸积形成了我们今天看到的银河系GC系统。
2010-01-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Reconstructing the mass accretion histories of nearby Red Nuggets with their globular cluster systems
人们普遍认为,大质量星系是通过原位坍缩和非原位吸积的结合形成的。原位成分形成较早,其中气体塌陷和压实导致在$z>1$中看到的大量致密系统(蓝色和红色“金块”)的形成。随后的卫星吸积带来了非原位物质,使这些金块的大小和质量增加,成为我们在当地看到的大质量早期星系(ETG)。由于吸积过程中的随机性,在少数罕见的情况下,红块将演变到今天经历了很少的异位质量吸积。由此产生的巨大、紧凑和古老的物体被称为“遗迹星系”。详细的恒星星族和运动学分析是研究这些系统所必需的。然而,另一个关键方面在于确定它们自形成以来所累积的异地质量的比例。球状星团系统可以用来限制这一部分,因为大质量星系中最古老和最贫金属的球状星团主要是吸积的,非原位人口。遗迹星系及其球状星团系统的形成模型表明,由于它们的早期压实和有限的吸积暗物质为主的卫星,遗迹星系应该有特征性的低暗物质质量分数相比,ETG相同的恒星质量。
2020-06-04 astro-ph.GA
Dynamical Friction in a Fuzzy Dark Matter Universe
我们提出了一个深入的探索宇宙中的动力学摩擦的现象,其中的暗物质是完全由所谓的模糊暗物质(FDM),超轻玻色子的质量$m\sim\mathcal{O}(10^{-22})\,$ eV。我们回顾了经典的处理动态摩擦提出的分析结果的情况下,FDM的点质量,扩展的质量分布,有限的速度色散和FDM背景。然后,我们将这些结果与一系列完全非线性模拟进行测试,从而使我们能够评估分析结果的适用性。我们将这些结果应用于各种感兴趣的天体物理问题,包括银河系暗物质背景中的坠落卫星,并确定\emph{(1)} ~对于FDM质量$m\gtrsim 10^{-21}\, {\rm eV}\, c^{-2}$,天炉座矮球状星团的计时问题不再解决,\emph{(2)} ~对于总质量为$M$、相对速度为$v_{\rm rel}$的卫星来说,有限差分法对动力摩擦过程的影响,需要详细地说明$\left(M/10^9~M_{\odot}\right) \left(m/10^{-22}~{\rm eV}\right)\left(100~{\rm km}~{\rm s}^{-1}/v_{\rm rel}\right) \sim 1$的数值模拟,由于瞬态波结构的时间依赖性,这些参数超出了任何当前开发的分析理论的有效适用范围。
2019-11-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Globular clusters in \textsc{OrbIT}: complete dynamical characterisation of the globular cluster population of the Milky Way through updated orbital reconstruction
Università degli Studi di Bologna(博洛尼亚大学);INAF(意大利国家天体物理研究所);Pontificia Universidad Católica de Chile(智利天主教 Pontificia 大学);Instituto Milenio de Astrofísica MAS(MAS 天体物理研究所);Université Côte d’Azur(蔚蓝海岸大学);Observatoire de la Côte d’Azur(蔚蓝海岸天文台)
通过更新的轨道重建,研究银河系球状星团群体的动力学特性,以揭示银河系的组装历史和并合事件。
2025-12-05 astro-ph.GA
Cracking the relation between mass and 1P-star fraction of globular clusters: III. Initial distributions of in-situ and ex-situ clusters
本文估算银河系球状星团开始无气体长期演化时的初始质量,按起源绘制并比较$(m_{init},F_{1P})$分布,推广初始质量阈值且未发现金属丰度的额外影响。
2025-05-13 astro-ph.GA
Old Massive Globular Clusters and the Stellar Halo of the Dwarf Starburst Galaxy NGC 4449
我们使用哈勃太空望远镜的图像显示,附近的矮星暴星系NGC 4449有一个不寻常的丰富的发光红色星团。综合测光、低分辨率光谱、动态质光比和分辨色星等图的联合约束提供了证据,证明其中一些星团是古老的球状星团。两个大质量星系团的光谱数据显示中间金属丰度([Fe/H] ~ -1)和日下Mg增强([Mg/Fe] ~ -0.1 ~-0.2)。其中一个星团可能是潮汐扰动矮星系的核心;另一个质量非常大(~ 3 x 10^6 M_sun)。我们还发现了一群遥远的晕状球状星团。NGC 4449与矮星系中普遍存在恒星晕的新图像相一致,对其球状星团的研究可能有助于区分吸积和这种晕的原位情景。
2011-12-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Chemical Compositions of Accreted and {\it in situ} Galactic Globular Clusters According to SDSS/APOGEE
对银河系球状星团(GC)的运动学和化学组成的研究,可以重建银河系的恒星形成、化学演化和质量聚集的历史。利用SDSS/APOGEE巡天的最新数据(DR 16),我们确定了与46个GC相关的3,090颗恒星。使用先前定义的运动学关联,我们将样品分解成八个独立的组,并研究如何基于运动学的分类映射到化学成分空间,只考虑$α$(主要是Si和Mg)元素和Fe。我们的研究结果表明:(i)在化学空间中的原位和吸积子群的轨迹与它们的场对应物的轨迹相匹配;(ii)来自不同个体吸积子群的GC在化学空间中占据相同的轨迹。这可能意味着它们有着相似的起源,或者它们与经历过类似化学富集历史的不同卫星有关;(三)与Massari及其合作者定义的低轨道能量亚组有关的GC的化学成分与原地起源大致一致。然而,在低金属丰度端,吸积和原位种群之间的区别是模糊的;(iv)关于GC的起源是模糊的状态,我们得出以下结论:在Si-Fe平面的位置表明Liller 1的原位起源和NGC 5904和NGC 6388的可能的吸积起源。NGC 288的情况尚不清楚,因为它的轨道特性表明它是由吸积物形成的,它的化学成分表明它可能是在原地形成的。
2020-02-14 astro-ph.GA
Some Systematics of Galactic Globular Clusters
本文研究了所有已知的银河系球状星团的整体性质。银河系球状星团的光度与金属丰度之间的关系是复杂的。在发光的星系团之间存在着一种相关性,即最古老的星系团比年轻的星系团更缺乏金属。然而,在最暗的球状星团中却没有发现这种明确的关系。发现球状星团的中心浓度指数C与金属丰度无关。球状星团的半光半径与它们的银心距离的关系可以近似为$R_h α R^{2/3}_{gc}$。具有坍缩核心的星团大多位于银河系核心附近。对于$R_{gc} < 10$ kpc的光度和半径的集群似乎是不相关的。银河系与大麦哲伦星系和小麦哲伦星系的不同之处在于,它似乎缺乏高度扁平的发光星团。年龄为$\geq$ 13.0 Gyr的银河系球状星团都属于奥斯特霍夫II型,而年龄为$<$ 13.0 Gyr的几乎所有球状星团都属于奥斯特霍夫I型。年龄为$<$ 11.5 Gyr的球状星团都位于外星系晕中,光度低于平均值,半径高于平均值。另一方面,非常古老的球状星团NGC 6522位于银河系核心附近。
2011-08-02 astro-ph.GA
Different Sodium enhancements among multiple populations of Milky Way globular clusters
我们寻找线索,以了解不同的钠丰度测量的第一代和第二代恒星的古老银河系球状星团。为此,我们收集了最近的文献中提到的钠丰度,轨道参数,结构和内部动力学性质和年龄在一个均匀的规模的28个球状星团。我们发现,集群内的Na富集,测量的第一代和第二代恒星之间的Na丰度的差异,表现出一种趋势,作为第一代恒星的Na丰度的函数,在这个意义上,越Na贫的第一代恒星,Na富集更大。利用球状星团轨道的倾角,分析的Na富集也暗示了在~0.3 dex处的边界,以区分具有吸积或原位起源的球状星团,吸积的球状星团具有更大的Na富集。由于在吸积的球状星团中观察到相对较大的星系团内钠增强,而在原位形成的球状星团中观察到较小的钠增强(尽管不是唯一的),我们推测钠富集的幅度可能与构建模块范式有关。球状星团在第一代和第二代恒星形成时,似乎保留了这种分层星系形成过程的记忆。
2020-09-25 astro-ph.GA
Butterfly in a Cocoon, Understanding the origin and morphology of Globular Cluster Streams: The case of GD-1
潮汐扰动的球状星团流通常被观测到,因此被认为是6D相空间中的窄的、线性的和一维的结构。在这里,我们表明,GD-1恒星流($\approx$ 30 pc宽),这是一个被破坏的球状星团的潮汐碎片,具有次级扩散和扩展的恒星成分($\approx$ 100 pc宽)在它周围,检测在>5 $σ$的置信水平。类似的形态特征也可以在合成流中看到,这些合成流是由在暗物质子晕中形成的星团产生的,然后吸积到大质量的宿主星系上。这使人们相信,GD-1流的祖先最初是在银河系外一个现已不复存在的暗卫星星系中形成的。我们认为,在未来的研究中,这个新发现的$cocoon$组件可能作为一个结构标志,以区分原位和异位(吸积)形成的球状星团流。
2019-06-30 astro-ph.GA
Modeling the kinematics of globular cluster systems
球状星团(GC)是古老的大质量星团,是星系形成的“化石”。盖亚天文台的出现使银河系GC的详细运动学研究成为可能,并彻底改变了我们对GC属性和星系组装之间联系的理解。然而,缺乏河外GC的运动学测量限制了GC系统的样本量,我们可以充分研究。在这项工作中,我们提出了一个模型GC的形成和演变,其中包括个别GC的位置和运动学信息,通过将它们分配给粒子在Illustris TNG 50 -1模拟的年龄和位置的基础上。我们校准的三个可调模型参数,利用银河系和河外GC系统的观测特性,包括位置分布,系统速度,速度色散,各向异性参数,轨道作用,和金属丰度。我们还分析了不同来源的GC的性质。在外星系中,离地星系团比原地星系团更占优势。这导致GC金属丰度向外降低,由于越来越多的吸积,贫金属集群。我们还发现,离位GC有更大的速度色散和轨道的行动,在协议与他们的吸积起源。
2022-07-10 astro-ph.GA
The Origin of the Large Magellanic Cloud Globular Cluster NGC 2005
该研究针对大麦哲伦云球状星团NGC 2005的起源争议,基于化学丰度、星团形成质量条件等多维度证据论证其原位起源的合理性,指出需进一步开发模拟与观测手段以明确LMC的形成机制。
2023-03-16 astro-ph.GA
On the Origin of the Globular Cluster FSR 1758
银河系中的球状星团被认为是{ \it in situ}起源的,或者是通过过去的吸积事件沉积在银河系中的,比如壮观的人马座矮星系合并。我们的目标是探索最近发现的球状星团FSR 1758的起源,它经常与过去的合并事件有关,并且恰好被投射到银河系的凸起,通过对其银河系轨道的详细研究,并将其分配到最合适的银河系组成部分。我们采用三种不同的分析与时间无关的潜力模型计算的集群的轨道,使用高斯Radau间距积分方法。此外,加入了一个含时的棒势模型来考虑银河棒的影响。我们运行了一个大型的模拟套件,以考虑初始条件的不确定性,在蒙特卡洛的方式。我们证实了以前的迹象表明,球状星团FSR 1758拥有一个逆行轨道与高偏心率。对银河系中星团轨道参数的比较分析,以及最近的金属丰度估计,使我们能够得出结论,FSR 1758确实是一个银河系隆起入侵者。因此,该星团可以被认为是一个旧的贫金属晕球状星团形成{ \it在原位},这是通过现在的隆起区。然而,它的性质也可以粗略地解释,假设该星团是银河系外起源的某个流的一部分。我们的结论是,评估起源,无论是银河系或银河系外,球状星团肯定是一个诱人的任务。在任何情况下,通过使用{ \it奥卡姆剃刀}参数,我们倾向于选择FSR 1758的{ \it原位}原点。
2020-02-09 astro-ph.GA
Chrono-chemodynamical analysis of the globular cluster NGC 6355: Looking for the fundamental bricks of the Bulge
关于银河系集合时间的信息印刻在球状星团的化学动力学上。这使它们成为帮助我们了解银河系形成和演化的重要探测器。当我们研究银河系中最复杂和最混合的组成部分--银河系凸起时,很难区分这些天体的原位和非原位起源。为了研究银河系核球的早期演化,我们分析了球状星团NGC 6355。我们推导出的化学丰度和运动学和动力学特性,收集信息,从高分辨率光谱与火焰-UVES,光度与哈勃太空望远镜,和银河系动力学计算应用到球状星团NGC 6355。我们推导出NGC 6355的年龄为$13.2\pm1.1$ Gyr,金属丰度为[Fe/H] $=-1.39\pm0.08$,$α$ -增强为[ $α$ /Fe] $=+0.37\pm0.11$。球状星团的丰度模式与膨胀场RR型天琴座恒星和原位研究良好的球状星团是一致的。轨道参数表明,当我们考虑$8.54\pm0.19$ kpc的日心距离和$R_V = 2.84\pm0.02$的消光系数时,该星系团目前被限制在凸起体积内。NGC 6355极有可能来自主要的凸起祖先。{尽管如此,它仍然}有一个低的概率是由一个吸积事件,因为它的年龄是不确定的,因为组合[Mg/Mn] [Al/Fe]丰度。相对于古老的和中等金属贫乏的内星系团,它的金属丰度相对较低,这可能表明早期银河系隆起中原位形成的球状星团的金属丰度较低。
2023-01-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
Globular cluster contributions to Galactic halo assembly
我讨论了寻找红巨星在银河系晕轻元素丰度类似于第二代球状星团恒星,并讨论了这样一个人口的影响球状星团形成模型和原位恒星形成和吸积之间的平衡组装的星系晕。
2012-11-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
In-situ vs accreted Milky Way globular clusters: a new classification method and implications for cluster formation
本文提出结合轨道能量、角动量 z 分量与 [Al/Fe] 校准的银河系球状星团原位/吸积分类法,揭示两类星团在空间、运动学、化学及年龄—金属丰度上的差异,并约束银盘形成时期。
2023-09-27 astro-ph.GA
Nature and nurture: the dynamical ages of in situ and accreted globular clusters in the Milky Way
INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna(意大利国家天体物理研究所博洛尼亚天文与空间科学观测站)
利用Gaia数据,通过动力学年龄统计发现银河系中吸积球状星团比原生星团更年轻,并支持低能球状星团早期吸积假说。
2026-04-28 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Age-Metallicity-Specific Orbital Energy Relation for the Milky Way's Globular Cluster System Confirms the Importance of Accretion for Its Formation
球状星团可以在它们的宿主星系内部形成,在高红移时,气体密度较高,富含气体的合并是常见的。它们也可以在低质量星系内部形成,这些星系已经被吸积和潮汐破坏,留下它们的球状星团补充物与高质量晕结合在一起。我们认为,星系球状星团系统中年龄-金属丰度-特定轨道能量关系可以用来确定其起源。富含气体的合并应该产生紧密结合的系统,其中富含金属的集群比缺乏金属的集群年轻。球状星团形成于大质量盘中,然后分散成晕,它们的年龄和比轨道能量之间应该没有关系。吸积的球状星团应产生弱束缚系统,其中年龄和金属丰度相互相关,但与特定轨道能量呈负相关。我们使用精确的相对年龄,自洽的金属丰度,和基于空间的自行通知轨道表明,银河系的金属贫乏的球状星团系统位于一个平面中的年龄金属丰度特定的轨道能量空间。我们发现,相对年轻或贫金属的球状星团与银河系的结合较弱,而相对古老或富金属的球状星团与银河系的结合较紧密。虽然富含金属的球状星团可能是在原位或非原位形成的,但我们的研究结果表明,贫金属的星团是在银河系外的矮星系中形成的。我们预测,这种年龄之间的关系,金属丰度,和特定的轨道能量在$L^{*}$星系的球状星团系统是一个自然的结果星系形成的$Λ$ CDM宇宙。
2021-04-21 astro-ph.GA
The present-day globular cluster kinematics of lenticular galaxies from the E-MOSAICS simulations and their relation to the galaxy assembly histories
我们研究了来自E-MOSAICS星系形成模拟的50个透镜状(S 0)星系样本中的球状星团(GC)系统的当今旋转速度($V_{rot}$)和速度色散($σ$)轮廓。我们发现,82%的星系有GC是沿着光度长轴的星系($aligned$),而其余的18%的星系没有($misaligned$)。这与SLUGGS调查的观察结果基本一致。对于$aligned$星系,分类为$peaked$ $and$ $outwardly$ $decreasing$(49%),$flat$(24%)和$increasing$(27%)的基础上的$V_{rot}/σ$配置文件了大半径,我们没有发现任何明确的相关性,这些现今的$V_{rot}/σ$配置文件的GC和过去的合并历史的S 0星系,不像在以前的模拟星系。对于刚刚超过一半的$misaligned$星系,我们发现GC错位是最后10 Gyr内的主要合并的结果,因此$ex$-$situ$ GC相对于$in$-$situ$ GC的错位角度在0°(共旋)到180°(反旋)之间,这取决于合并星系的轨道配置。对于其余的$misaligned$星系,我们认为,$in$ - $situ$贫金属GC,形成于早期,经历了更频繁的运动学扰动比$in$ - $situ$富金属GC。在三维相空间图中,我们还发现早吸积的GC和$in$-$situ$ GC主要位于距星系中心0.2维里半径(…
2022-01-31 astro-ph.GA
The Fate of Globular Cluster Substructure: A Kinematic Response to Galaxy Assembly
School of Physics, University of New South Wales(新南威尔士大学物理学院);Sydney Institute for Astronomy (SIfA), Sydney University(悉尼大学悉尼天文研究所)
研究银河系组装过程中球状星团运动学特征的演变,探讨其对宿主星系历史的记忆保留情况,发现多数记忆被抹去,仅剩少数相关性。
2026-04-08 astro-ph.GA
A Fuzzy Situation Eased: Cold Dark Matter with Multipoles Can Explain The Double Radio Quad Lens HS 0810+2554
针对强引力透镜HS 0810+2554的位置异常无法用椭圆质量模型拟合的问题,研究引入多极矩冷暗物质模型,通过64组最佳拟合实现了远优于以往模型的拟合效果,证明无需引入模糊暗物质理论。
2025-09-25 astro-ph.GA
Tracing the relic nature of compact galaxies through their globular cluster systems
Universidade de São Paulo(圣保罗大学);Universidade Federal do Rio Grande do Sul(南里奥格兰德联邦大学);University of Michigan(密歇根大学);Instituto de Astrofísica de Canarias(加那利天体物理研究所);Universidad de La Laguna(拉古纳大学);Swinburne University(斯威本科技大学)
研究17个致密大质量星系的球状星团系统合成模型,探讨其与残余大质量星系的联系,发现球状星团质量分数比数量分数更能反映宿主组装历史。
2026-04-03 astro-ph.GA
Relaxation in a Fuzzy Dark Matter Halo
暗物质可能是由轻玻色子组成,${m_b \sim 10^{-22}\, \mathrm{eV}}$,在典型的星系势中具有德布罗意波长$λ\sim 1 \,\mathrm{kpc}$。这种“模糊的”暗物质(FDM)在比德布罗意波长大得多的尺度上表现得像冷暗物质(CDM),但可能解决CDM在解释小尺度星系($\lesssim 10\,\mathrm{kpc}$)性质时所面临的一些挑战。由于它的波动性质,FDM在德布罗意波长尺度上表现出随机密度波动,永不衰减。这些波动产生的引力场会散射恒星和黑洞,导致它们的轨道在相空间中扩散。我们表明,这种弛豫过程可以定量分析与用于分析经典的两体弛豫在$N$体系统中的相同的工具,并可以通过治疗FDM波动作为准粒子,与有效质量$\sim 10^7 M_\odot {(1\,\mathrm{kpc}/r)}^2{(10^{-22}\,\mathrm{eV}/m_b)}^3$在一个星系中的恒定圆周速度$200\,\mathrm{kms}$。这种新的弛豫机制可以使超大质量黑洞或球状星团的内旋在几百pc的半径处由于动力学摩擦而停止,并且可以加热和膨胀星系的中心区域。这些过程可以用来限制可能构成FDM的轻玻色子的质量。
2019-01-25 astro-ph.GA
Classifying globular clusters and applying them to estimate the mass of the Milky Way
本研究利用159个球状星团的运动学数据分类其形成来源,并估算银河系质量,发现质量与近期研究一致,但结果依赖于所选样本。
2022-12-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
The ratio of [Eu/$α$] differentiates accreted/in-situ Milky Way stars across metallicities, as indicated by both field stars and globular clusters
本研究结合恒星轨道与铕、硅元素丰度,发现[Eu/$α$]比值可区分银河系原位与吸积恒星及球状星团,验证了球状星团对宿主恒星形成历史的示踪作用,且该化学标签可拓展至M31星系。
2024-08-16 astro-ph.GA astro-ph.SR
The origin of the Milky Way globular clusters
我们提出了一个宇宙学放大模拟银河系般的星系,用于探索星团的形成和演化。我们特别调查的双峰观察到的颜色和金属的球状星团的起源,并通过宇宙时间的潮汐张量的形式的环境演变。我们的研究结果自洽地证实了以前的发现,即蓝色的,金属贫乏的星系团形成于吸积到银河系上的卫星星系中,而红色的,富含金属的星系团主要在原位形成,或者在较低程度上在与银河系合并的大规模自富集星系中形成。通过监测这些人口的潮汐场的经验,我们发现,集群形成在原地(一般集中)的感觉显着更强的潮汐比吸积的,无论是在今天,当平均在他们的整个生命。此外,我们注意到,银河系星团所经历的潮汐场是显着弱于在过去比现在的一天,确认它是不可能的,一个幂律的集群初始质量函数一样,年轻的大质量的集群,被转化为观察到的峰值分布在银河系与弛豫驱动的蒸发在潮汐场。
2016-11-14 astro-ph.GA
In-situ or accreted? Using deep learning to infer the origin of extragalactic globular clusters from observables
球状星团(GC)是星系聚集过程的强有力的示踪剂,并且已经被用来获得银河系祖先的详细图像。使用E-MOSAICS宇宙学模拟(34.4 Mpc)的$^3$体积,遵循的形成和共同演化的星系和他们的星团人口,我们开发了一种方法来链接GC的起源,其可观测的属性。我们使用在模拟上训练的监督式深度学习算法来捕捉这个复杂的联系,并仅基于河外观测数据来预测单个GC的起源(无论它们是在主要祖先中形成的还是从卫星上吸积的)。在$\sim 700$模拟星系主持的$\sim50,000$ GC上训练的人工神经网络分类器成功地预测了测试集中GC的起源,对于[Fe/H]<-0.5的具有明确分类的物体,平均准确率为$89$ %。该网络主要依赖于α元素丰度,金属丰度,投影位置和星团的投影角动量来预测它们的起源。使用银河系GC的已知祖先协会进行的真实世界测试达到了高达$90$ %的准确性,并成功地识别出与Kraken祖先相关的内银河系中的大多数GC以及所有的盖亚-土卫二GC。我们证明了该模型对观测不确定性的鲁棒性,并开发了一种方法来预测观测星系的分类精度。分类器可以针对可用的观测数据进行优化(例如,通过包括GC年龄来提高精度),使其成为在即将到来的宽场调查中重建星系组装历史的有价值的工具。
2023-01-13 astro-ph.GA
The Sausage Globular Clusters
盖亚香肠(Gaia Sausage)是Belokurov等人(2018)利用富含金属的晕星的运动学发现的速度空间中的细长结构。它是由一个大质量矮星系($\sim 5 \times 10^{10} M_\odot$)在一个强径向轨道上以红移$z\lesssim 3$与银河系合并而成的。我们通过分析91个银河系球状星团(GCs)在作用空间中的结构来寻找与之相关的香肠状球状星团,使用盖亚数据发布2目录,并辅以哈勃空间望远镜自行。有一个特征能量$E_{\rm crit}$,它把原地天体(如凸起/盘状星团)和吸积天体(如年轻的晕状星团)分开。有15个旧晕GC具有$E > E_{\rm crit}$。八个高能量,老晕GC强烈聚集在方位角和垂直的行动,但串成一串像一个链上的珠子在极端的径向行动。它们是非常径向各向异性的($β\sim 0.95$),并且在都是高度偏心的($e \gtrsim 0.80$)轨道上运动。它们还形成了一个轨道的年龄金属丰度平面不同的大部分银河系GC和兼容的矮球状起源。这些属性与合并事件相关的GC一致,合并事件导致了盖亚香肠。
2018-07-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Revisiting physical properties of mock globular cluster tidal tails
本文分析Grondin等人(2024)的银河系球状星团模拟潮汐尾,通过宽度、角动量及速度弥散检验核球或银盘起源,发现多数指标不支持原位形成。
2025-03-18 astro-ph.GA
Identifying the possible ex-situ origin of the globular clusters of the Milky Way: A kinematic study
本文通过三体模拟研究154个球状星团与41个银河系矮卫星星系的运动学关联,发现29个(19%)球状星团可能具有外来起源,并首次报告了与大麦哲伦云和 Sagittarius 的16个新关联。
2023-10-27 astro-ph.GA physics.comp-ph
Light element variations within the different age-metallicity populations in the nucleus of the Sagittarius dwarf
星团M54位于人马座矮球状星系的中心,因此可能是最接近核星团的例子。无论是原地恒星形成,螺旋形球状星团,或组合已被援引来解释各种各样的恒星子群的核星团。已知球状星团会表现出轻元素的变化,这可以用称为染色体图的光度结构来识别。在这封信中,我们创建了三个不同的年龄金属丰度亚群在附近的M54的染色体图谱。我们发现,老年人,金属贫人口显示轻元素变化的签名,而年轻和中年金属丰富的人口没有。我们的结论是人马座的核心是通过原位恒星形成和球状星团吸积的结合而形成的。这封信表明,正确构建的铁复合球状星团的染色体图可以提供洞察不同的恒星星族的形成位置。
2019-09-30 astro-ph.GA
Evidence for Two Phases of Galaxy Formation from Radial Trends in the Globular Cluster System of NGC 1407
在这里,我们提出了巨大的椭圆星系NGC 1407周围的单个球状星团(GC)的颜色,以140千秒差距或17星系有效半径(R $_e$)的投影银河中心半径。这些数据是晕金属丰度的代表。在5-8.5 R_e(40-70 kpc)范围内,蓝色(贫金属)和红色(富金属)GC亚群的金属丰度梯度均为-0.4 dex/dex。在较大的半径,平均GC颜色(金属丰度)是恒定的。在对M87 GC系统的广域研究中,以及在我们自己的银河系中,也可以看到类似的行为。我们解释这些径向金属丰度的趋势,以表明早期原位耗散过程形成的内部区域和正在进行的吸积低质量星系及其GC形成的外晕。这些结果为大质量星系由内而外形成的两个阶段的星系形成模型提供了观测支持。我们还搜索了文献中其他大规模的早型星系报告GC金属丰度梯度在其内部区域。没有发现与星系质量或环境的明显相关性,但目前样本很小。
2011-01-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Galaxy assembly revealed by globular clusters
本文利用模拟星系中的模型球状星团,结合聚类、降维与有监督分类方法,依据10项可观测性质识别其形成来源及吸积前身,并以约90%准确率区分原位、异位星团和主并合事件。
2024-03-19 astro-ph.GA
A comparative high-resolution spectroscopic analysis of in situ and accreted globular clusters
本研究利用VLT高分辨率光谱数据对比原位与吸积球状星团的化学丰度,发现特定元素丰度不仅能区分原位与吸积星团,还能辨别不同前身星系,并推断Ruprecht 106源于更小质量的星系。
2024-10-16 astro-ph.GA astro-ph.SR
The in situ origin of the globular cluster NGC 6388 from abundances of Sc, V, and Zn of a large sample of stars
球状星团(GCs)的化学标记通常使用α元素的丰度来完成。铁峰元素Sc,V,特别是Zn被提议作为α元素的替代品,以标记在富含金属的制度中吸积的GC,其中矮星系人马座及其GC显示出相对于银河系恒星这些较重物种的特别显着的丰度不足。NGC 6388中的少数恒星被用来暗示这个GC的吸积起源,与动力学的结果相矛盾。我们通过使用NGC 6388中的大样本恒星来测试铁峰方法的效率,与银河系盘和凸起中的数千颗场星进行比较。我们对NGC 6388的Sc(185颗星)和V(35颗星)的丰度比与具有类似金属丰度的场星的平均值相差约1.5 sigma,并且它们与Zn(31颗星)的丰度比完全一致,Zn被认为是吸积模式中最敏感的元素。此外,化学动力学图,再加上银河系中GC的分叉年龄-金属丰度关系,清楚地排除了NGC 6388与吸积GC群的任何关联。使用大量的GC丰度从文献中,我们还表明,新的方法与Sc,V,和Zn似乎是有效的拿起GCs相关的人马座矮星系。这是否也是普遍真实的吸积GC似乎不太明显,它应该验证与更大的和均匀的恒星样本都在外地和GC。
2022-03-07 astro-ph.GA astro-ph.SR
Where did the globular clusters of the Milky Way form? Insights from the E-MOSAICS simulations
球状星团(GC)通常是古老的,大多数形成于z >~ 2。这使得理解它们的出生环境变得困难,因为它们通常太远而不能以足够的角分辨率观察以解析GC出生位点。使用25个宇宙学放大模拟银河系的星系从E-MOSAICS项目,与物理动机的模型,恒星形成,反馈,和GC的形成,演化和破坏,我们确定了现今GC的诞生环境。我们发现,这些星系中大约有一半的GC是在z ~ 2 - 4之间原位形成的(52.0 +/-1.0%),在湍流的高压盘中,由气体供给,这些气体在没有通过维里激波或反馈强烈加热的情况下被吸积。少数GC的形式在合并(12.6 +/-0.6%的主要合并,和7.2 +/-0.5%的次要合并),但我们发现,合并是重要的保存GC今天看到的喷射他们从他们的出生,高密度星际介质(ISM),原GC迅速摧毁由于ISM子结构的潮汐冲击。这种混乱的历史等级星系组装的行为混合的空间和运动学分布的GC通过不同的渠道形成的,使得它难以使用可观察到的GC属性来区分GC形成的合并所形成的平滑吸积,以及类似的GC形成的原位从那些形成的非原位。这些结果提供了GC形成的简单图像,其中GC是典型的、富含气体的星系中正常恒星形成的自然结果,这些星系是现代星系的祖先。
2020-05-11 astro-ph.GA
The kinematics of globular cluster populations in the E-MOSAICS simulations and their implications for the assembly history of the Milky Way
我们提出了一个详细的比较银河系(MW)的球状星团(GC)的运动学与25银河系质量的宇宙学模拟从E-MOSAICS项目。虽然MW落在模拟所涵盖的GC的运动学分布范围内,但其富金属($[\rm{Fe/H}]>-1.2$)与贫金属($[\rm{Fe/H}]<-1.2$)以及内部($r<8\rm{kpc}$)与外部($r>8\rm{kpc}$)种群的相对运动学对于其质量而言是非典型的。为了了解这些功能的起源,我们进行了全面的统计分析的模拟,并找到18个相关性描述的组装$L^*$星系及其暗物质晕的基础上,他们的GC人口运动学。的相关性出现,因为吸积和原位GC的轨道分布依赖于质量和吸积卫星的吸积红移,动力分数,潮汐剥离,和动力加热的综合影响驱动。由于在原位/吸积GC的运动学被广泛跟踪的富金属/贫金属和内部/外部的人口,观察GC的运动学是一个敏感的探测星系组装。我们预测,相对于人口的$L^*$星系,MW组装其暗物质和恒星质量迅速通过结合原位恒星形成,十几个低质量合并,和$1.4\pm1.2$早期($z=3.1\pm1.3$)的主要合并。快速组装期提前结束,限制了吸积恒星的比例。最后,我们提供详细的定量预测的MW的组装历史。
2021-03-30 astro-ph.GA
Accretion in action: phase space coherence of stellar debris and globular clusters in Andromeda's South-West Cloud
当前宇宙学范式的一个中心原则是,星系随着时间的推移通过较小系统的吸积而成长。在这里,我们提出了新的运动学测量中心附近的一个dennious明显的子结构,西南云,在我们最近的巨大邻居,仙女座星系的外晕。这些观测结果表明,该地区的西南云的运动学特性是一致的PA-8,一个球状星团先前被证明是同空间的恒星子结构。从这个意义上说,这种情况让人想起人马座矮星系中心附近的少数球状星团,这个系统目前正在被吸积到银河系中,证实吸积不仅将恒星,而且将球状星团沉积到大星系的晕中。
2014-08-26 astro-ph.GA
Chemistry of multiple stellar populations in the mono-metallic, in situ, bulge globular cluster NGC 6388
本研究分析银心球状星团NGC 6388中185颗巨星的化学丰度,揭示单一污染源解释轻元素反关联,排除吸积起源,并指出需改进球状星团分类标准。
2023-07-11 astro-ph.GA
Milky Way globular clusters on cosmological timescales. I. Evolution of the orbital parameters in time-varying potentials
本研究利用IllustrisTNG-100模拟的五个类银河系时变势和Gaia DR3数据,通过phi-GPU代码积分159个球状星团轨道,发现时变势显著影响星团轨道且总能量与角动量不守恒,对理解银河系形成至关重要。
2023-04-07 astro-ph.GA
Measuring the alpha-abundance of subsolar-metallicity stars in the Milky Way's central half-parsec: testing globular cluster and dwarf galaxy infall scenarios
虽然银河系核心星团已经被广泛研究,但它是如何形成的还不确定。研究表明,它包含一个太阳和超太阳的金属丰度人口,可能已经形成的现场,随着太阳下的金属丰度人口,可能已经形成了通过合并的球状星团和矮星系。恒星丰度测量对于区分不同的形成情景至关重要。我们提出了新的测量[ $M/H$ ]和$α$ -元素丰度[ $α/Fe$ ]的两个太阳下的金属量恒星在银河系中心。这些观测是用自适应光学辅助高分辨率(R= 24,000)光谱仪NIRSPEC在K波段(1.8 - 2.6微米)进行的。这是第一次对银河系核星团中亚太阳金属丰度恒星的$α$元素丰度进行测量。我们测量[ $M/H$ ]= $-0.59\pm 0.11$,[ $α/Fe$ ]= $0.05\pm 0.15$和[ $M/H$ ]= $-0.81\pm 0.12$,[ $α/Fe$ ]= $0.15\pm 0.16$的两颗恒星在银河系中心的不确定性占主导地位的光谱模板的系统不确定性。恒星的[$α/Fe$]介于球状星团和矮星系的[ $α/Fe$ ]之间,具有相似的[ $M/H$ ]值。它们的丰度与核星团中的大部分恒星非常不同。这些结果表明,银河系核星团中的亚太阳金属丰度群体可能起源于下落的矮星系或球状星团,不太可能在原地形成。
2021-12-05 astro-ph.GA astro-ph.SR
Formation imprints in the kinematics of the Milky Way globular cluster system
我们报告的银河系(MW)球状星团(GC)的运动学的结果更新的空间速度的基础上,几乎整个GC人口。我们发现,一个三维空间的半长轴,偏心率和轨道相对于MW平面的倾斜度作为其轴是有帮助的,以挖掘GC系统的形成。我们发现,在原位形成的GC表现出明显的相关性,他们的偏心率和轨道倾角的意义上说,集群与大偏心率也有大的倾角。这些GC还显示了它们到MW中心的距离与它们的偏心率之间的相关性。吸积GC不表现出偏心率和倾角之间的关系,但在偏心率大于~ 0.5时,其倾角范围很广。最后,我们计算了GC系统的速度各向异性“β”,并发现对于原位形成的GC,“β”从最外区域向MW中心从~ 0.8下降到0.3,但对于吸积的GC系统保持相当恒定(0.7-0.9)。这些发现可以解释,如果GC形成的气体,径向崩溃在郊区,与相对较高的落入角的偏好。当材料到达旋转的成形盘时,它变得更圆并且相对于盘以较低的倾斜度移动。一半的GC人口被吸积和沉积在轨道上,覆盖了从外晕到凸起的整个能量范围。
2019-07-23 astro-ph.GA
Infrared photometry and CaT spectroscopy of the most metal-poor in-situ globular cluster VVV-CL001
Departamento de Astronomia, Facultad de Ciencias, Universidad de La Serena(拉塞雷纳大学科学学院天文学系);Instituto de Astronomía, Universidad Católica del Norte(北天主教学院天文学研究所);Observatorio Astronómico, Universidad Nacional de Córdoba(科尔多瓦国立大学天文台);Instituto de Astronomía Teórica y Experimental (CONICET-UNC)(理论与实验天文学研究所);Departmento de Astronomía, Universidad de Concepción(康塞普西翁大学天文学系);Vicerrectoría de Investigación y Postgrado, Universidad de La Serena(拉塞雷纳大学研究与研究生院);Universidad Andres Bello, Facultad de Ciencias Exactas, Departamento de Física y Astronomía - Instituto de Astrofísica(安德斯贝略大学理学院物理与天文学系天体物理研究所)
研究VVV-CL001的近红外光度学和CaT光谱学,揭示其作为银河系早期化学和动力学演化关键探测器的属性。
2025-11-17 astro-ph.GA
A study of the metal-rich, thick disk globular cluster NGC5927
本文列出了富金属球状星团NGC 5927中的72颗视向速度成员星。径向速度是基于多历元,多纤维谱。我们确定了46 RGB/HB星和26个关闭的恒星,径向速度的成员在集群。这个星系团非常靠近星盘,因此前和/或背景污染,特别是在星系团的外围,可能非常严重。幸运的是,该星团的径向速度(我们确定为v_rad=--104.03 +/- 5.03 km/s)使其与周围、背景和前景恒星星族的整体速度明显不同。因此,我们的成员识别是干净的,我们可以量化50%的污染时,在集群的外部部分的恒星被选择完全基于颜色星等图中的位置,而不是选择基于径向速度。
2013-07-16 astro-ph.GA
Globular cluster population of the HST frontier fields galaxy J07173724+3744224
本文首次测量了椭圆星系J 07173724 +3744224(z=0.1546)周围的球状星团的星族。这个星系位于哈勃太空望远镜(HST)前沿场观测星系团MACS J0717.5+3745(z=0.5458)的视野中的前景。基于深HST ACS F435 W、F606 W和F814 W图像,我们发现一个总的球状星团人口N_tot = 3441 +/- 1416。对ACS F814 W的Johnson V波段进行适当的消光校正和滤波变换,确定宿主星系的绝对星等为M_V =-22.2。比频率为S_N = 4.5 ± 1.8。球状星团系统的径向轮廓最适合使用$σ\sim R^{-0.6}$形式的幂律,发现球状星团的人口比宿主星系($σ_{halo}\sim R^{-1.7}$)的晕光更多。F435 W-F814 W的颜色分布显示了一个双峰的星群,红色球状星团的丰度是蓝色星团的1- 3倍。这些结果与宿主椭圆星系J 07173724 +3744224在原位形成了红色富金属GC,而蓝色贫金属球状星团是从低质量星系中吸积而来的一致。
2018-07-24 astro-ph.GA
A census of new globular clusters in the Galactic bulge
本文普查近十年在银河系核球新发现的41个球状星团,通过距离、金属丰度和年龄关系分析其起源,区分矮星系外源与早期银河系原位形成族群。
2024-08-02 astro-ph.GA astro-ph.SR
Tidal stripping as a mechanism for placing globular clusters on wide orbits: the case of MGC1 in M31
大型螺旋星系的球状星团可以分为两类:一类是在原地形成的,另一类是从其他星系潮汐剥离的星团。在本文中,我们研究的贡献外球状星团人口的M31星系的矮星系团捐赠。我们测试这一数值比较的贡献球状星团从模拟遇到观察到的M31球状星团人口。为了限制我们的模拟,我们专门研究了M31系统中最外层的球状星团,MGC1。MGC1的偏远位置有利于它被捕获的想法,然而,集群缺乏与潮汐相互作用相关的功能。因此,我们分开模拟潮汐功能存在的地方,他们被隐藏。我们发现,我们的模拟遇到可以放置集群的MGC1类轨道。此外,我们发现星系团从矮星系中潮汐剥离使它们处于具有一系列间距的轨道上,与M31中观察到的大致相符。我们发现被M31捕获的球状星团的比能量与进入的宿主矮星系的比能量非常匹配。此外,在我们的模拟中,我们发现在M31内的同向旋转和反向旋转轨道上有相同数量的吸积星团,并以此来推断已吸积的星团比例。我们发现,即使靠近大约50%的集群是吸积的,而这个数字增加到80%以上。
2019-03-11 astro-ph.GA
The SLUGGS survey: Combining stellar and globular cluster metallicities in the outer regions of early-type galaxies
早型星系的外晕区域携带着关于它们过去吸积历史的关键信息。然而,在这样的银河系中心半径下用光谱探测恒星成分仍然具有挑战性。利用Keck/DEIMOS,我们测量了12个早型星系中恒星和球状星团组分的金属丰度,其范围大于$10~\rm{R_{e}}$。我们发现类似的金属丰度梯度的贫金属和富金属的球状星团亚群,这表明一个共同的形成过程的两个亚群。这与目前大多数理论预测相冲突,其中贫金属的球状星团被认为是纯粹的吸积,而富金属的球状星团大多是在原位形成的。此外,我们还发现球状星团的金属丰度梯度随星系质量的变化而变化,在低质量星系中比在高质量星系中更陡。这与我们在最外层星系恒星中发现的相似,表明在最大质量的星系中,吸积历史更活跃,主要合并发挥了更大的作用。这一结论与两相星系集合体模型的预期在质量上是一致的。最后,我们发现,在$1~\rm{R_{e}}$的星系恒星和富含金属的球状星团之间的金属丰度的微小差异可能与星系质量。这种差异的根源目前尚不清楚。
2015-05-18 astro-ph.GA
Revealing the Origins of Galactic Globular Clusters via Their Mg-Al Abundances
本研究提出利用球状星团原始种群的低 [Al/Fe] 特征作为化学示踪剂,在 [Mg/Fe]-[Al/Fe] 平面上区分原位与吸积星团,为银河系考古提供新方法。
2025-08-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
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)
通过分析Gaia-Sausage-Enceladus合并事件中13个球状星团的年龄和金属丰度关系,发现存在两个球状星团形成时期,揭示了银河系组装过程中的周期性恒星形成事件。
2025-07-15 astro-ph.GA
The giants that were born swiftly -- Implications of the top-heavy stellar initial mass function on the birth conditions of globular clusters
最近的研究结果表明,球状星团(GC)的初始质量函数(IMF)与金属丰度和密度有关。在这里,它是研究如何影响这种变化的初始质量和核心坍缩超新星(CCSNe)的数量所需的复制所观察到的铁扩散GC。所有的研究GC的IMF头重脚轻意味着较大的初始质量相比,以前的结果计算假设一个不变的正则IMF。这导致需要更多的CCSNe来解释观测到的铁丰度分布。结果表明,更大质量的GC形成在较小的银心半径,可能表明在原位形成的人口II晕。恒星形成(SF)在原GC内结束的时间被计算为350 - 400万年,略短于使用标准IMF获得的400万年。因此,IMF对SF持续时间的影响很小。
2022-08-31 astro-ph.GA
Where can we find the merger remnant in BH-BH mergers in Globular clusters?
本文研究球状星团中黑洞并合遗迹在反冲速度超过逃逸速度时的最终归宿,利用GAIA EDR3数据对十个星团分析,发现反冲速度小于120 km/s时多数遗迹黑洞落入核球。
2023-08-10 astro-ph.GA