从Gaia DR3洞察银河系核球的化学动力学性质

我们利用来自Gaia Data Release 3的红巨星，在方位角速度$V_\phi$和金属丰度[Fe/H]空间中探索银河系的化学动力学性质。行归一化的$V_\phi$-[Fe/H]图形成了从核球到外盘的连贯序列，清晰地揭示了薄盘/厚盘和Splash结构。富金属恒星显示出类似棒的运动学特征，而贫金属恒星则显示出以弥散为主的运动学特征。中等金属丰度星族（$-1<$[Fe/H]$<-0.4$）可以分为两个星族：一个是类似棒的，即动力学上较冷（$\sigma_{V_R}\sim80$ $\rm km\ s^{-1}$）且快速旋转（$V_\phi\gtrsim100$ $\rm km\ s^{-1}$）；另一个是Splash，它在动力学上较热（$\sigma_{V_R}\sim110$ $\rm km\ s^{-1}$）且旋转较慢（$V_\phi\lesssim100$ $\rm km\ s^{-1}$）。我们将核球区域的观测结果与一个Auriga模拟进行比较，在该模拟中，最后一次重大并合事件发生在约100亿年前：只有大约在并合时期诞生的恒星在$V_\phi$-[Fe/H]空间中显示出类似Splash的特征，这表明Splash很可能是由并合引起的，主要由被加热的盘星和与最后一次重大并合相关的星暴组成。由于Splash形成于原盘，其金属丰度下限与厚盘的下限一致。棒状结构后来由[Fe/H] $>-1$ dex的动力学热盘形成，而Splash没有参与棒的形成和增长。此外，通过一组孤立的演化$N$体盘模拟，我们证实了一个非旋转的经典核球可以被棒加速并发展出柱状旋转，这与对贫金属恒星的观测结果一致。