高斯过程、中位数统计与银河系旋转曲线

我们使用 Iocco 等人（2015 年）汇编的 2,780 次圆周速度测量数据来分析银河系旋转曲线。我们发现单次测量的误差棒是非高斯的，因此转而从这些数据中推导出中位数统计的分箱中心圆周速度值及误差棒。我们使用这些中位数统计的中心值和误差棒，将数据拟合为简单的、少参数的旋转曲线函数。这些简单的函数无法充分捕捉这些数据中显著的小尺度空间结构，因此拟合效果不佳。我们引入并使用高斯过程（GP）方法来捕捉这种小尺度结构，并利用它从分箱的中位数统计圆周速度数据中推导出银河系旋转曲线。GP 方法得到的旋转曲线在至银心半径 $R\approx7$ kpc 的平缓上升及更大 $R$ 处的下降趋势之上，叠加了显著的小尺度空间结构。我们使用 GP 方法的中位数统计旋转曲线来测量 Oort $A$ 和 $B$ 常数以及其他特征旋转曲线量。我们研究了残差圆周速度（相对于 GP 方法旋转曲线）中的相关性。连同银河系圆周旋转速度场方位不对称的其他证据，我们发现较大的残差圆周速度似乎倾向于位于旋臂区域。