盖亚红团星的运动学与原动力学

我们分析了从第二次盖亚数据发布星表中沿银极方向选取的均匀红团星样本的运动学与原动力学。通过与 2 微米全天巡天星表比较，确认了样本在 0.6 至 3.5 kpc 高度范围内的完备性。我们表明，在我们银河系邻近区域的所有分析范围内，北半球的密度分布和速度弥散比南半球受到显著更强的扰动。我们详细评估了这些在大高度上的南北不对称性。接着我们评估此类不对称性在平衡假设下对动力学物质密度确定的影响。我们发现，在盘面两侧大高度上，Jeans 分析给出的垂直力和积分动力学面密度相对相似。在这些高度上，恒星和气体密度非常低，面密度主要由暗物质主导，这允许在南北半球分别估算在平衡假设下导出的本地暗物质密度。在存在垂直扰动的情况下，此类值应视为上限。该 Jeans 分析给出的 2 kpc 以上本地暗物质密度为：受扰动较强的北半球 $\rho_{\rm DM} \sim 0.013 \, {\rm M}_\odot/{\rm pc}^3$ ($\sim 0.509 \, {\rm GeV/cm}^3$)，受扰动弱得多的南半球 $\rho_{\rm DM} \sim 0.010 \, {\rm M}_\odot/{\rm pc}^3$ ($\sim 0.374 \, {\rm GeV/cm}^3$)。作为比较，我们通过将全局相空间分布拟合到数据来确定本地暗物质密度，最终得到 $\rho_{\rm DM} \sim 0.011 - 0.014 \, {\rm M}_\odot/{\rm pc}^3$ 范围内的值，与 Jeans 分析总体一致。