由 Gaia 超高速星对银河系中心环境的约束

在与 Sgr A* 发生动力学遭遇后，银河系中心（GC）的双星可被潮汐分离，其中一员星以超过银河系逃逸速度的速度作为超高速星（HVS）被弹出。作为位于天空中更易观测区域的 GC 诞生天体，HVSs 为认识银河系内秒差距尺度的恒星族提供了线索。我们开展了一系列从 GC 弹出恒星的模拟，探究可探测 HVS 族如何依赖于 GC 恒星族的假设，重点关注那些会出现在 \textit{Gaia} 空间任务当前及/或未来数据发布中、具有精密天体测量与测得视向速度的 HVSs。我们表明，预言尤其对两个参数敏感：GC 中恒星初始质量函数（IMF）的形状与 HVS 弹出率。\textit{Gaia} 第二次数据发布中缺乏确证 HVS 候选者，排除了 HVS 弹出率 $\gtrsim3\times10^{-2} \, \mathrm{yr^{-1}}$ 的情形。当未来 \textit{Gaia} 数据发布中发掘出更多 HVS 候选者时，将对这些参数给出更严格约束——假设近期确定的 GC IMF 形状，只要 HVS 弹出率分别大于 $\sim 10^{-3} \, \mathrm{yr^{-1}}$ 与 $\sim10^{-5} \, \mathrm{yr^{-1}}$，则 \textit{Gaia} DR3 与 DR4 中预期至少各有一个确证 HVS。