史密斯云:高速吸积与暗物质束缚
星系天体物理
2014-11-20 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
史密斯云是一个巨大的贫金属中性及电离气体系统(气体质量 M_gas >= 2x10^6 M_sun),目前正以相对于银河系的高速(V_GSR ~300 km s^-1)运动,距离太阳约 12 kpc。该云团彗尾的运动学特征表明,气体正在被银河系吸积,这一观点最初由 Lockman 等人(2008)提出。在此,我们重新研究了该云团的轨道,考虑了云团可能被暗物质晕束缚的可能性。这是云团在穿越银河系冕层时得以存续的必要条件。我们考虑了三种可能的暗物质晕模型(NFW、Einasto、Burkert),并包括了云团下落至银河系盘以及穿越盘面过程中潮汐瓦解和冲压剥离效应的影响。对于 NFW 和 Einasto 暗物质模型,我们能够确定史密斯云的合理初始条件,尽管对于 Burkert 模型而言,这仅勉强可行。对于所有三种模型,其前身星的初始(气体+暗物质)质量都比今天推断的高出一个数量级。与 Lockman 等人(2008)的结论一致,该云团似乎在大约 70 Myr 前穿过了盘面。在我们最成功的模型中,重子与暗物质的比例在一个轨道周期内相当恒定,但在穿越盘面后下降了 2-5 倍。该云团似乎勉强幸存于这次穿越,并且不太可能在从现在起大约 30 Myr 后的下一次穿越中保持其完整性。
引用
@article{arxiv.0911.0684,
title = {The Smith Cloud: high-velocity accretion and dark-matter confinement},
author = {M. Nichols and J. Bland-Hawthorn},
journal= {arXiv preprint arXiv:0911.0684},
year = {2014}
}
备注
9 pages, 7 figures. ApJ, accepted