基于 RAVE 恒星的银河系运动学与动力学

我们分析了约 400,000 颗 RAVE 恒星的运动学。我们将样本分为热矮星和冷矮星、红团簇巨星和非团簇巨星。团簇巨星的运动学与非团簇巨星一致。我们将高斯速度椭球拟合到每个恒星类别的子午面速度分量，并给出了可以从任何位置确定速度椭球形状和方向的公式。数据表明巨星和冷矮星共享相同的速度椭球；$\sigma_z$ 从平面内的 21 km/s 上升到 $|z|=2$ kpc 处的约 55 km/s，而 $\sigma_r$ 从 37 km/s 上升到 82 km/s。在 $(R,z)$ 处，其中一个速度椭球的长轴与银河系平面的倾角约为 $0.8 \arctan(z/R)$。我们使用一个新公式对高度非高斯的 $v_\phi$ 分量分布进行精确拟合。我们将观测到的速度分布与动力学模型的预测进行了比较，该模型拟合了位于太阳附近约 150 pc 内的恒星速度以及朝向银河极的恒星计数。该模型准确地再现了 $v_r$ 和 $v_z$ 分布的非高斯性质，并为所有位置的 $v_z$ 数据提供了极好的拟合。模型的 $v_\phi$ 分布对冷矮星数据的拟合极好，而热矮星的分布则显示出向低 $v_\phi$ 的位移，且该位移随 $|z|$ 的增加而增大，在靠近平面处数值很小。在 $|z|>0.5$ kpc 处，巨星的理论 $v_\phi$ 分布显示出大 $v_\phi$ 恒星的缺失，且模型 $v_r$ 分布过窄。系统性地将距离高估 20% 会在平面附近的模型 $v_r$ 和 $v_z$ 分布中引入不对称性，但显著改善了 $|z|>0.5$ kpc 处的数据拟合。拟合的质量支持了假设的以盘为主导的引力势。