基于作用量的银河系盘动力学建模：旋臂的影响

RoadMapping 是一种动力学建模工具，旨在通过同时将轴对称参数化势和基于作用量的轨道分布函数（DF）拟合到银河系盘内恒星的离散六维相空间测量数据，来约束银河系（MW）的引力势。本工作中，我们通过建模取自一个具有强旋臂（但无棒）的 MW 质量级盘主导星系 N 体模拟快照的数据，探索半径为 500pc≤r_max≤5kpc 的巡天体积，展示了 RoadMapping 在旋臂存在下的稳健性。尽管我们使用了一个简单的基于作用量的 DF，即准等温 DF（qDF），但势约束非常稳健。即使对于小体积，最佳拟合的 RoadMapping 模型也总能恢复出大部分参与分析的恒星所在位置处的正确引力。对于来自大巡天体积的数据，RoadMapping 找到了能很好地平均旋臂影响的轴对称模型。毫不意外的是，模型因旋臂中恒星的过量而略有偏差。从至少 r_max=3kpc 的巡天体积导出的引力势模型可以可靠地外推到更大的体积。然而，需要大的径向巡天范围，r_max~5kpc，才能正确恢复晕的标长。总体而言，从臂间区域抽取的数据集所推断出的势的恢复和外推能力似乎优于从旋臂抽取的数据集。我们的分析表明，利用即将到来的 Gaia 数据为银河系构建轴对称模型，将得到对 MW 势合理且稳健的近似。