矮星系-矮星系并合与暗物质核作为玉夫座矮椭球星系球状星团难题的解决方案
星系天体物理
2020-01-08 v1
摘要
玉夫座矮椭球星系(Fornax dSph)的五个球状星团(GCs)令人困惑的原因有二:其一,相对于该星系年老恒星质量而言,球状星团的质量偏高;其二,它们的存活及较远的距离(> 1 kpc)与动力学摩擦的朴素预期相悖。我们在此提出一个半解析模型,在玉夫座星系的综合演化框架中同时解决这两个问题。该模型的关键在于纳入:1) 球状星团形成位置的流体动力学约束;2) 动力学摩擦计算中自洽的速度分布函数;3) 轨道积分中由过去矮星系-矮星系并合引起的球状星团轨道扩张。后者对于调和星团的动力学存活及其相对于玉夫座场星的化学性质至关重要。我们发现,为使其中四个球状星团在其观测到的投影位置上存活,需要一个半径 > 1.5 kpc 的暗物质核,以及一次与玉夫座动力学质量比为 1:5 至 1:2 的矮星系并合。我们通过表明场星金属丰度分布函数的若干特征以及 GC5 的异常化学性质,代表了一个质量约为玉夫座 1/3 的并合星系,从而支持该并合情景。化学与动力学模型共同指向如下情景:原玉夫座中的三个原位球状星团在并合中被抛至外围,GC4 约在 100 亿年前并合期间形成,而 GC5 由并合星系带入玉夫座。
引用
@article{arxiv.1911.09167,
title = {A dwarf-dwarf merger and dark matter core as a solution to the Globular Cluster problems in the Fornax dSph},
author = {Gigi Y. C. Leung and Ryan Leaman and Glenn van de Ven and Giuseppina Battaglia},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.09167},
year = {2020}
}
备注
18 pages, 15 figures, accepted by MNRAS