测量银河系盘中的径向轨道迁移

我们开发并应用了一个模型来量化银河系盘中恒星径向轨道迁移的总体效率。该模型参数化了可能的恒星形成和增丰历史、径向诞生分布，并将它们与一个迁移模型相结合，该模型通过高斯概率将当前轨道半径与诞生半径联系起来，其展宽随年龄 $\tau$ 按 $\sigma_\mathrm{RM8}~\sqrt{\tau/8{~\mathrm{Gyr}}}$ 增大。在观测的指导下，我们假设恒星在给定半径处诞生时具有初始紧密的年龄—金属丰度关系，随后被径向轨道迁移打乱，从而提供了对径向轨道迁移强度 $\sigma_\mathrm{RM8}$ 的直接观测约束。我们用 MCMC 将该模型拟合到 APOGEE DR12 中银心半径在 5 至 14 kpc 之间的低-$\alpha$ 红团簇恒星的观测年龄—金属丰度分布，避开了复杂的空间选择函数并考虑了相当大的年龄不确定性。这个简单模型很好地再现了观测数据，并且我们发现当对所有其他模型方面边缘化时，银河系中（在半径和时间上）的全局径向轨道迁移效率为 $\sigma_\mathrm{RM8}=3.6\pm 0.1$ kpc。这表明银河系主盘中的径向轨道迁移确实相当强，与理论预期一致：恒星在盘的 age 内迁移约半个质量半径。该模型得出太阳的诞生半径在 $\sim 5.2$ kpc。如果如此强的径向轨道迁移是典型的，则该机制确实在设定盘星系的结构规则性方面起着重要作用。