细看 GD-1 中的刺状结构、团块、摆动与缺口

GD-1 星流是迄今发现的最长且最冷的恒星星流之一，也是约束银河系暗物质性质的最佳对象之一。利用 Gaia DR2 的数据，我们研究该星流的自行、距离、形态与密度，以揭示小尺度扰动。自行清洗后的数据显示星流中存在清晰的距离梯度，范围从 7 到 12 kpc。然而，不同于早先发现连续梯度的研究，我们揭示出在 φ₁≈-50° 处存在一个距离极小值，此后距离再次增加。我们能在 -85<φ₁<15° 之间可靠地追踪星流，显示出 GD-1 比 Price-Whelan18a 早先的延展更远。我们使用布尔匹配滤波方法约束星流轨迹与密度，发现三个大的密度不足区，并发现星流轨迹中的显著残差与这些缺口对齐。特别地，在 φ₁=-3° 处可见一个缺口，其周围环绕着清晰的正弦摆动。我们认为该摆动源于扰动，因为其朝向与源自前身星的不符。我们算出该星流段落的总初始恒星质量为 1.58±0.07×10⁴ M⊙。基于本工作中对刺状结构延展的观测，我们认为该刺状结构可能与星流中相邻的缺口无关。最后，我们表明与人马座矮星系的相互作用可产生类似于刺状结构的特征。