小熊座矮椭球星系的多重化学动力学恒星星族

我们提出了一种贝叶斯方法，利用视向速度、金属丰度和位置恒星数据来识别矮椭球星系（dSphs）中的多重（化学动力学）恒星星族，且无需假设球对称。我们将该方法应用于小熊座（UMi）dSph的一项新的Keck/DEIMOS光谱巡天。我们识别出892颗可能的成员星，这使其成为具有视向速度和金属丰度测量的最大UMi样本。我们的贝叶斯方法以高显著性（$\ln{B}\sim33$）探测到两个不同的化学动力学星族。富金属（$[{\rm Fe/H}]=-2.05\pm0.03$）星族在运动学上更冷（视向速度弥散为$\sigma_v=4.9\pm0.8 \, {\rm km \, s^{-1}}$），且比贫金属（$[{\rm Fe/H}]=-2.29\pm0.05$）和运动学上更热（$\sigma_v =11.5\pm0.9\, {\rm km \, s^{-1}}$）的星族更中心聚集。此外，我们将相同的分析应用于独立的MMT/Hectochelle数据集，并确认了UMi中两个化学动力学星族的存在。在两个数据集中，富金属星族显著扁平（$\epsilon=0.75\pm0.03$），而贫金属星族更接近球形（$\epsilon=0.33_{-0.09}^{+0.12}$）。尽管存在两个星族，我们仍无法稳健地估计动力学质量剖面的斜率。我们在MMT数据集中发现了量级约为$\sim 2 \, {\rm km \, s^{-1}}$的长形旋转迹象，但需要进一步观测来验证这一点。扁平的富金属星族使简单动力学质量估计量所基于的假设失效，因此我们基于更圆、更热的贫金属星族计算了新的天体物理暗物质湮灭（J）和衰变剖面，并推断出Keck数据集的$\log_{10}{(J(0.5^{\circ})/{\rm GeV^{2} \, cm^{-5}})}\approx19.1$。我们的结果描绘出比先前讨论的更为复杂的小熊座演化图景。