用 MUSE 深入观测人马座矮椭球星系核区。III. 基于 Jeans 方程的离散多成分星族-动力学模型

我们展示了 M54（NGC6715，即正在银河系晕中经历潮汐瓦解的人马座矮星系（Sgr）的核星团）的综合多成分动力学模型。本系列前文利用大型 MUSE mosaic 数据集识别了系统中的多个恒星星族并研究了它们的运动学差异。此处我们使用基于 Jeans 方程的动力学模型，同时拟合星族性质（平均年龄与金属丰度）、空间分布和运动学。它们为我们先前的发现提供了坚实的物理解释。这些星族-动力学模型给出了整个系统的综合视图，并使我们能够区分不同的恒星星族。我们探究了它们的动力学相互作用，并确认了先前关于 Sgr 核星团通过球状星团恒星、Sgr 内场恒星和就地恒星形成贡献而构建的发现。我们探索了引力势的各种参数化形式，并展示了变质量-光比对于正确处理质量轮廓的重要性。我们发现 M54 潮汐半径（$\sim75$ pc）内的总动力学质量为 $1.60\pm0.07\times10^6$ Msun，与 $N$ 体模拟高度一致。贫金属球状星团恒星约占总质量的 $65\%$ 或 $1.04\pm0.05\times10^6$ Msun。富金属恒星可进一步划分为年轻和中等年龄星族，分别贡献 $0.32\pm0.02\times10^6$ Msun（$20\%$）和 $0.24\pm0.02\times10^6$ Msun（$15\%$）。我们的星族-动力学模型成功区分了 Sgr 核区中不同的恒星星族，这归因于它们不同的空间分布、年龄、金属丰度和运动学特征。