一种计算银河系内离散局域区域中引力加速度的方法

我们提出一种方法，用于在包含数万颗具有已知相空间坐标恒星的区域内计算引力势梯度。该方法的核心思想是对给定参数化势（引力加速度）下区域内每颗恒星计算轨道弧，并假定每颗恒星在其轨道弧上的位置是关于时间的具有均匀概率密度的随机变量。此后，通过组合恒星的单个概率密度，可计算整体概率密度分布以及给定区域作为引力加速度参数函数的似然。若计算的概率分布与观测的恒星相空间分布一致，则似然取最大值。这使我们能够约束引力加速度和势梯度值。该方法假定在計算恒星轨道的区域内恒星的相位已混合。我们在来自 Gaia Wiki 的模拟盘星系中对 12 个小矩形区域测试了该方法。测试表明，即使采用相当简单的加速度形式，银道面内计算得的加速度与其模拟真值相符约 5%，计算与真实加速度矢量方向间的偏差小于 1 度（中位值）。该模型可与银河系 Gaia 完整解数据一同使用。