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从诞生星协到场星:绘制银河系盘中的小尺度轨道分布

星系天体物理 2020-05-19 v2

摘要

在同一时间同一地点诞生的恒星应当形成于元素组成相同的气体。但大多数恒星随后在轨道与轨道相位上与其诞生同胞离散,成为“场星”。本文通过量化恒星间轨道相似性意味着不可区分金属丰度的概率,探索并提供了银河系盘中这一过程的直接观测证据。我们通过恒星在作用量-角量空间中的距离 Δ(J,θ)\Delta (J,\theta) 定义轨道相似性,并简单地以 Δ\Delta[Fe/H] 定义其丰度相似性。分析来自 Gaia DR2 与 LAMOST 的主序星样本,我们发现具有相同金属丰度(Δ[Fe/H]<0.1\Delta\mathrm{[Fe/H]}<0.1)的星对存在超出预期的数量,其延伸至 Δ(J,θ)\Delta (J,\theta) 中对应近 1 kpc 距离的极大间隔。我们通过一个取自平滑且相位混合的轨道分布的模拟样本评估此效应的显著性。借助由 Δ(J,θ)\Delta (J,\theta) 关联的 friends-of-friends 算法将此类星对分组为星协,我们发现数百个单丰度组,其成员数 3\ge 3(至 20\gtrsim 20);这些组——有些是星团,有些散布于天空中——比平滑相空间分布所预期的丰富超过一个数量级,表明我们正目睹恒星诞生星协向场星的“瓦解”。

关键词

引用

@article{arxiv.2002.09496,
  title  = {From birth associations to field stars: mapping the small-scale orbit distribution in the Galactic disc},
  author = {Johanna Coronado and Hans-Walter Rix and Wilma H. Trick and Kareem El-Badry and Jan Rybizki and Maosheng Xiang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2002.09496},
  year   = {2020}
}

备注

16 pages, 13 figures. Accepted for publication in MNRAS