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银河系盘的轨道迁移与加热历史:双模盘之间的转变

星系天体物理 2025-12-12 v1

摘要

银河系盘中恒星的轨道从诞生到当前形态经历了径向迁移和动力学加热。其长期演化的历史印记在当前的运动学和年龄-金属丰度分布中。我们构建了一个包含由内向外增长、金属丰度演化、径向迁移和加热的时序-化学-动力学盘模型,以拟合LAMOST亚巨星星在低α盘和高α盘中的观测年龄-金属丰度-运动学分布。通过样条拟合对所有分布参数进行建模,我们给出了银河系首个非参数化的恒星迁移和加热历史。我们确定了加热-迁移比,即径向/垂直和方位角作用均方根变化之比,约为径向对方位角作用≈0.075,垂直对方位角作用≈0.015,这意味着作用空间中高度各向异性的扩散。此外,我们识别出一个与双模盘转变时刻对应的径向迁移效率转变,高α盘的径向迁移效率高于低α盘。这一转变可能归因于两个相关情景:1)棒形成时期伴随剧烈的向外迁移;2)低α盘开始形成时盘中气体质量分数的下降。这些发现为双盘形成机制提供了进一步约束,支持downsizing情景。我们还简要讨论了结果与近期高红移观测的联系。除了长期演化历史,我们的模型还映射了不同回溯时间的银河系星际介质金属丰度梯度,发现自盘形成以来变化很小(范围约−0.07至−0.10 dex/kpc)。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.09987,
  title  = {Orbital migration and heating history of the Galactic disc: a transition between the bimodal discs},
  author = {HanYuan Zhang and Vasily Belokurov and Jason L. Sanders and N. Wyn Evans and David Chemaly and Daisuke Kawata and Natsuki Funakoshi and Neige Frankel and Sarah G. Kane and Sergey E. Koposov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.09987},
  year   = {2025}
}

备注

12 pages, 9 figures, 3 appendices. Submitted to MNRAS. Comments welcome. Key results are shown in Figure 3 and 4