银河系气体动力学：第二模式速度与大尺度结构

我们报告了针对银河系太阳内侧区域的新型气体流动模型。为此，我们使用基于 COBE/DIRBE 图图的红外光度分布（包括星系臂）确定的引力势中的 SPH 模拟。包含巨型星系臂的模型对观察到的 12CO lvplot 的匹配程度明显优于不包含星系臂结构的模型。除了单模式速度模型外，我们还研究了条状和星系臂分别具有独立模式速度的模型。最重要的区别在于，后者情况下气体星系臂穿过条状的核旋道区域，保持气体与星系臂的对齐。在 (l,v) 图中，这会导致出现 nearly void 的特征性区域。对于单模式速度模型，这些区域被气体填充，因为星系臂在条状核旋道区域中消失。在与 12CO 数据的比较中，我们发现银河系存在独立的模式速度的证据。从一系列模型中，条状模式速度的首选范围为 $\Omega_p=60\pm5/\mathrm{Gyr}$，对应核旋道位置在 $3.4\pm0.3\mathrm{kpc}$。星系臂的模式速度约束得较差，但我们的首选值为 $\Omega_{sp}\approx 20/\mathrm{Gyr}$。进一步的一系列气体模型是为不同的条状角度计算的，分别使用确定的光度模型和引力势。我们发现 $20\leq\phi_{bar}\leq25$ 的范围内可获得满意的气体模型。模型 $(\phi_{bar}=20, \Omega_p=60/\mathrm{Gyr}, \Omega_{sp}=20/\mathrm{Gyr})$ 对观察到的 (l,v) 图中的星系臂脊线提供了优异的拟合。