宇宙学盘星系的晕轨道：形成历史的示踪物

我们分析了一个在宇宙学流体动力学模拟中形成的盘星系晕中恒星和暗物质粒子的轨道。该晕在内区约20 kpc范围内呈扁球形，在此半径之外呈三轴椭球形。约43%的轨道为短轴管轨道——其余属于表征三轴势的轨道族（盒轨道、长轴管轨道和混沌轨道），但其形状接近轴对称。我们没有发现证据表明，近扁球形内晕的自洽分布函数主要由轴对称的短轴管轨道组成。所有轨道族及两类粒子的轨道均高度偏心，平均偏心率大于0.6。我们发现，随机选取的晕恒星样本在“运动积分”空间中未显示出子结构。然而，在金属丰度与形成时间的关系图上，可以清晰地识别出单个吸积事件。动力学上年轻的潮汐碎片主要存在于单一类型的轨道上。然而，与较老卫星相关的恒星在形成过程中变得混沌混合（可能是由于中心核球与盘的散射以及重子过程），并出现在所有四种类型的轨道上。我们发现，宇宙学流体动力学模拟中的潮汐碎片经历的混沌演化显著多于无碰撞模拟，这使得仅用相空间坐标识别单个前身星系变得困难得多。然而，通过将恒星年龄和化学丰度信息与晕恒星在自洽背景势中的轨道性质相结合，前身星系的识别仍有可能。