通过基于作用量的单丰度恒星种群分布函数约束银河系势

我们提出了一种严格且实用的方法，基于许多单个恒星的相空间信息来约束银河系势。这种方法对于动态建模正在进行的银河系光谱巡天数据以及未来的 Gaia 数据是必要的。该方法通过 McMillan 和 Binney 提出的一系列基于作用量的参数化分布函数 (DF) 来描述恒星的轨道分布。我们发现，这些参数化 DF 足够灵活，能够很好地捕捉盘状引力势下各个选定丰度的银河系恒星子种群（“单丰度种群”）的观测相空间分布，从而能够从每个银河系单丰度种群获得独立的动力学约束。我们提出了一种统计上严格的方法来约束银河系势参数，即构建势和 DF 参数的联合似然函数，随后对 DF 参数进行边缘化。该方法明确包含了所有银河系巡天固有的空间选择函数，并能考虑单个位置 - 速度观测的不确定性。在此基础上，我们研究了在各种样本量和现实空间选择函数下可达到的银河系势参数精度。通过从 DF 创建模拟样本，我们表明，即使在限制性且现实的空间选择函数下，给定一个双参数引力势，只要样本量为几千个，就能以百分之几的精度恢复真实的势参数。轴对称假设、DF 在作用量上平滑假设以及无时间变化假设仍然是我们当前研究的重要局限性。