银河系贫瘠而古老的心脏
星系天体物理
2022-12-20 v1
摘要
像银河系这样的巨型盘状星系应当拥有一个古老的、金属贫乏且中心集中的恒星族。该恒星族反映了在高红移处合并形成原银河系的最质量最大前体组件中的恒星形成与增丰。尽管已知金属贫乏恒星位于银河系内几千秒差距之内，当前数据尚未提供此类银河系金属贫乏“心脏”的全貌。我们利用 Gaia DR3（尤其是 XP 光谱）的信息，构建了一个位于银心 30° 以内、具有可靠 [M/H] 估计（δ[M/H] ≲ 0.1）的 200 万颗亮（BP < 15.5 mag）巨星样本。对于大多数样本成员，我们可基于 Gaia RVS 速度和天体测量计算轨道。该样本揭示了一个广延的、古老且金属贫乏的恒星族，包含约 18,000 颗 [M/H] 在 -2.7 到 -1.5 之间的恒星，对应恒星质量 ≳ 5×10^7 M_⊙。这些 [M/H] < -1.5 恒星的空间分布围绕银心仅呈 σ_{R_{GC}} ∼ 2.7 kpc 的高斯展宽，且多数轨道被限制在内银河系。在高轨道偏心率下，清晰存在吸积晕星处于近心轨道相的证据。[M/H] < -2 的恒星无净旋转，而 [M/H] ∼ -1 的恒星以旋转主导。大多数紧束缚恒星显示出预期源于原银河系质量较大部分的 [α/Fe] 增丰及 [Al/Fe]-[Mn/Fe] 丰度模式。这些中心金属贫乏恒星很可能早于盘最古老部分（τ_age ≈ 12.5 Gyrs），意味着它们形成于 z ≳ 5，锻造了原银河系。
引用
@article{arxiv.2209.02722,
title = {The Poor Old Heart of the Milky Way},
author = {Hans-Walter Rix and Vedant Chandra and René Andrae and Adrian M. Price-Whelan and David H. Weinberg and Charlie Conroy and Morgan Fouesneau and David W. Hogg and Francesca De Angeli and Rohan P. Naidu and Maosheng Xiang and Daniela Ruz-Mieres},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.02722},
year = {2022}
}
备注
21 pages, 9 figures, submitted to ApJ