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Deep Potential:利用 GDR3 重建太阳邻域引力势与局部模式速度

星系天体物理 2025-08-05 v2

摘要

银河系的引力势编码了关于银河系各向所有物分布(包括暗物质)的信息。Gaia 数据第 3 版揭示了复杂的结构, necessitating 对银河系引力势的灵活模型。我们利用 560 万颗upper-main-sequence恒星样本,在太阳附近 1 千分之一光年半径内使用称为“Deep Potential”的数据驱动方法绘制完整的三维引力势。该方法对银河系动力学做出最小假设——恒星是统计上在旋转参考系中是无碰撞且平稳的系统(待确定的模式速度)。我们使用归一化流 (normalizing flow) 模型化星体在 6D 相空间中的分布,并使用神经网络建模引力网络。我们恢复了 Ωp=28.2±0.1km/s/kpc\Omega_p = 28.2\pm0.1\mathrm{\,km/s/kpc} 的局部模式速度,局部总物质密度为 ρ=0.086±0.010M/pc3\rho=0.086\pm0.010\mathrm{\,M_\odot/pc^3},局部暗物质密度为 ρDM=0.007±0.011M/pc3\rho_\mathrm{DM}=0.007\pm0.011\mathrm{\,M_\odot/pc^3}。该完整的三维模型表现出空间波动,这可能源于模型体系结构和银河系的非平稳性。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.03742,
  title  = {Deep Potential: Recovering the gravitational potential and local pattern speed in the solar neighborhood with GDR3 using normalizing flows},
  author = {Taavet Kalda and Gregory M. Green},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.03742},
  year   = {2025}
}

备注

24 pages, 13 figures