首个具六维相空间坐标的银河系盘Gaia动力学模型：星系动力学的一次检验

我们为银河系盘高质量恒星运动学子样本构建了首个综合动力学模型，该样本由Gaia Data Release 2提供，具有完整6维相空间坐标。我们采用轴对称近似，并使用更新的Jeans各向异性建模(JAM)方法，该方法允许速度椭球具有Gaia数据所指示的通用形状与径向取向，以拟合平均速度和本征速度弥散张量的全部三个分量。银河系是首个具备所有本征相空间坐标的星系，其运动学优于外星系最佳积分场运动学。这一情形消除了长期存在的动力学简并，使该模型成为首个受运动学高度过约束的动力学模型。基于这些原因，我们拟合数据的能力为星系动力学与银河系盘质量分布提供了基础性检验。我们紧约束了径向范围3.6–12 kpc内体积平均总密度对数斜率α_{tot}=-2.149±0.055，并发现暗晕斜率必须显著陡于α_{DM}=-1（NFW）。暗晕形状接近球形，其密度ρ_{DM}(R_⊙)=0.0115±0.0020 M_⊙ pc^{-3}（0.437±0.076 GeV cm^{-3}），与先前估计一致。太阳位置处圆速度v_{circ}(R_⊙)=236.5±3.1 km s^{-1}（含系统误差），其平缓下降的径向趋势也与近期测定相符。