棒-旋臂相互作用产生径向迁移和恒星形成爆发

已知中心棒和旋臂在动力学和恒星形成方面强烈影响其宿主星系的演化。它们通常不同的模式速度导致它们有规律地重叠，这会引起棒参数的涨落。本文中，我们分析盘星系的数值模拟和观测数据，以研究棒-旋臂物理重叠对恒星径向迁移和棒附近恒星形成的影响，作为时间和星系方位角的函数。我们研究了三个不同的数值模型（其中两个处于宇宙学背景下），以及APOGEE DR17数据和银河系HII区的WISE星表。我们发现，当棒和旋臂结构重叠时，会发生周期性的恒星径向迁移增强。这一机制导致沿棒前导侧的净向内迁移，而沿棒后随侧和短轴的恒星则向外迁移。棒-旋臂诱导迁移的特征可见于棒的内Lindblad共振以内和远在其共转圈之外，在共转圈之外其他驱动因素占主导。我们还发现，与模拟一致，在棒附近诞生的APOGEE DR17恒星（大多富含金属）可以向外迁移到太阳半径，同时保持在冷轨道上。对于银河系，太阳附近13%的恒星诞生于棒内，而模拟中这一比例为5-20%。棒-旋臂重联也导致棒末端的周期性星暴，增强因子最高可达4倍，具体取决于旋臂结构的强度。与迁移爆发类似，这些星暴并不总是在棒的两侧同时发生，这暗示了奇数旋臂模式的重要性。来自WISE星表的数据表明，这种现象在我们自己的星系中也是相关的。