垂直取向的暗物质晕标志着星系盘的翻转
星系天体物理
2026-02-26 v4
摘要
揭示银河系暗物质晕的三维形状对于理解其形成历史至关重要。我们构建了一个创新的动力学模型，对内部动力学结构做了最少假设，并能容纳高度灵活的三轴暗物质晕。将该方法应用于LAMOST+Gaia的K巨星6维相空间数据，我们稳健地确定了银河系向外约50 kpc范围内的三维暗物质分布。我们发现了一个三轴、近扁球的暗物质晕，在50 kpc范围内平均具有q_DM = Z/X = 0.92±0.08，p_DM = Y/X = 0.8±0.2，其中Z轴定义为垂直于恒星盘。轴比q_DM > p_DM被强烈偏好；暗物质晕的长-中间轴平面意外地垂直于星系盘，但与"卫星平面"对齐。这一显著构型表明星系盘（和内部晕）可能发生了翻转，很可能是由小并合事件产生的扭矩所致，原始取向与外部暗物质晕和卫星平面对齐，这一结论得到了来自Auriga和TNG50的银河系类似体的支持。通过允许q_DM(r)和p_DM(r)随半径变化，我们发现了暗物质晕扭曲的初步证据，即暗物质晕在内区与盘对齐，在r≳20 kpc处过渡到垂直取向，支持了盘翻转情景的预测。这种盘再取向并非微不足道，但其物理机制直观易懂，并自然地产生了垂直的卫星平面。我们的发现提供了一个统一框架，将暗物质晕取向、卫星对齐和盘演化联系起来，强化了ΛCDM模型中银河系的内部一致性。
引用
@article{arxiv.2510.08684,
title = {A Vertically Orientated Dark Matter Halo Marks a Flip of the Galactic Disk},
author = {Ling Zhu and Runsheng Cai and Xi Kang and Xiang-Xiang Xue and Chengqun Yang and Lan Zhang and Shude Mao and Chao Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.08684},
year = {2026}
}
备注
16 pages