星系潮汐尾中的运动学——超高速星的来源?

[摘要已精简] 在本工作中,我们详细研究了潮汐碎片星的运动学,以探讨如下新情景的内涵:观测到的超高速星样本可能部分起源于矮星系与宿主星系的碰撞。我们使用一组 N 体模拟,追踪一颗卫星星系与其类银河系宿主星系的交会过程,以收集被剥离恒星的性质统计。我们特别研究了这类星群的轨道能量分布。我们量化了碎片星在角度空间与相空间中形成的典型模式。我们进一步发展了一个简单的剥离模型来预测被剥离恒星的运动学。我们证明,潮汐碎片中的轨道能量分布具有一种典型形式,可由一个简单函数相当精确地描述。基于此,我们发展了一种预测能量分布的方法,从而能够评估卫星潮汐碎片中高速星的意义与影响。一般而言,卫星星系的潮汐碰撞会产生逃逸到星系际空间的恒星,即使卫星本身处于束缚轨道亦如此。决定潮汐碎片星所能获得的最大能量反冲的主要参数是卫星的初始质量,其次才是其轨道。以此方式产生的不束缚恒星群体的主要贡献者是大质量卫星($M_\mathrm{sat}>10^9 M_\mathrm{sun}$)。因此,我们预期星系际星的金属丰度高于银河系中幸存的卫星星族。然而,根据我们的结果,观测到的 HVS 群体被潮汐碎片星显著污染的概率似乎较小。