银河系旋臂结构
综合物理
2010-01-15 v3 星系天体物理
摘要
我们描述了新依巴谷星表修订版中具有已知径向速度的20574颗本地恒星样本中六条主要恒星流的结构与组成。我们发现，一旦排除高速运动恒星，几乎所有恒星都属于这些流之一。我们的研究结果促使我们重新审视银河系的氢分布图，从中我们识别出可能存在一个对称的双臂旋涡，其俯仰角为传统公认值的一半。我们描述了一个旋臂运动模型，该模型与六条主要流的观测速度和组成，以及毕星团和鬼星团在毕星流极端处的观测速度相匹配。我们将恒星轨道建模为在共转坐标系中以拱心点进动速率旋转的、焦点对齐的受扰椭圆。恒星在接近拱心点前加入旋臂，沿旋臂运动超过半圈，并在近心点后不久离开旋臂。旋涡模式速度等于拱心点进动的平均速率。研究表明，旋臂是恒星轨道的稳定构型，直至棒和/或环的形成。俯仰角直接与给定旋涡星系中轨道偏心率的分布相关。我们展示了旋涡星系如何演化形成棒和环。我们证明，气体云的轨道仅在双对称旋涡中稳定。我们得出结论，旋涡星系会演化成宏图双旋臂结构。根据速度分布，我们推断银河系大约在90亿年前演化成这种形态。
引用
@article{arxiv.0901.3503,
title = {Galactic Spiral Structure},
author = {Charles Francis and Erik Anderson},
journal= {arXiv preprint arXiv:0901.3503},
year = {2010}
}
备注
Published in Proc Roy Soc A. A high resolution version of this file can be downloaded from http://papers.rqgravity.net/SpiralStructure.pdf. A simplified account with animations begins at http://rqgravity.net/SpiralStructure