穿过 X 形银河系核球的三维运动学

近期研究发现银河系核球呈 X 形，其南翼的两条臂均在 l=0 且 |b|>4 处穿越视线方向，从而在核球的颜色 - 星等图（CMD）中产生双重红团簇（RC）。动力学模型预测 X 形核球的形成是盒状 - 花生状核球的极端情形。然而，由于此前已知 X 形核球仅存在于河外星系中，模型从未与单颗恒星的三维运动学数据进行过比较。我们研究了南半球 X 形两臂中银河系核球恒星的轨道运动，旨在为那些通过棒动力学不稳定性预测 X 形形成的核球形成模型提供观测约束。我们在 (l,b)=(0,-6) 的天区获取了 454 颗核球巨星的视向速度样本，这些恒星大致均匀分布于亮红团簇和暗红团簇之间。通过结合相隔 11 年获得的两个历元的图像，我们推导了同一区域内所有红团簇恒星的自行。针对其中 352 颗恒星的子样本，我们在分析光谱子样本的自行时，考虑了从近红外钙三重线测量得到的视向速度和金属丰度。追踪较近核球恒星过密区的亮红团簇恒星的视向速度分布显示，朝向太阳运动的恒星存在过剩。同样，在由暗红团簇恒星追踪的较远过密区中，也观测到远离太阳运动的恒星过剩。这可以用沿 X 形核球臂流动的拉长轨道恒星的存在来解释。这些恒星的自行与花生状核球动力学模型的定性预测一致。令人惊讶的是，处于拉长轨道上的恒星优先具有贫金属丰度，而在两个过密区中，富金属恒星则优先处于更轴对称的轨道上。