基于 SEGUE K 型矮星运动学的太阳附近引力势

为了限制太阳附近（$\sim$1.5 kpc）的银河系引力势，我们推导并模拟了 9000 颗拥有 SDSS/SEGUE 光谱的 K 型矮星样本的空间和速度分布，这些光谱提供了径向速度和丰度（[Fe/H] & [$\alpha$/Fe]）。首先，通过考虑巡天的选择函数，我们推导了三个按丰度选择的子种群恒星的空间密度分布。这些子种群的垂直轮廓呈简单的指数形式，其垂直速度弥散轮廓近乎等温。为了模拟这些数据，我们应用了‘垂直’Jeans 方程，该方程将可观测的示踪数密度和垂直速度弥散与引力势或垂直力联系起来。我们探索了垂直力定律的多种函数形式，在同一势场中同时拟合所有丰度选择子种群的弥散和密度轮廓，并利用 MCMC 探索了所有参数的协方差。我们的拟合限制了盘星{\it质量}标高 $\lesssim$ 300 pc，并在 $|z| = 1.0$ kpc 处将总面质量密度限定为 $67 \pm 6 M_{\odot} {\rm pc^{-2}}$，其中所有恒星的贡献为 $42 \pm 5 M_{\odot} {\rm pc^{-2}}$（假设冷气体贡献为 $13 M_{\odot} {\rm pc^{-2}}$）。我们发现对本地暗物质密度有显著限制，为 $0.0065\pm0.0023 M_{\odot} {\rm pc^{-3}}$（$0.25\pm0.09 {\rm GeV cm^{-3}}$）。结合最近的实验结果，这巩固了最佳估计值 $0.0075\pm0.0021 M_{\odot} {\rm pc^{-3}}$（$0.28\pm0.08 {\rm GeV cm^{-3}}$），这与将大致球形的暗物质晕全局拟合到银河系外围运动学数据的结果一致。