Smith 云：在高速穿越银盘过程中的存续

迄今为止，Smith 高速 HI 云的起源与存续仍无法得到解释。该天体具有若干显著特性： 其顺行轨道速度比背景银河系自转快约 100 km/s； 其总气体质量（$\gtrsim 4 \times 10^6 ~{\rm M}_{\odot}$）超过麦哲伦流以外所有其他高速云（HVC）的质量； 其头尾形态延伸至银河系 HI 盘，表明存在某种相互作用。Smith 云的动能排除了基于从银盘抛射的模型。我们构建了一个动力学自洽的星系多相模型，旨在探讨 Smith 云是否可以理解为已经穿越银盘的下落致密 HVC。我们表明，尽管具有足够质量和密度的无暗物质（DM）HVC 能够到达银盘，但它无法在穿越中存续。在穿越过程中存续的最重要因素是云周围存在一个起束缚作用的 DM 子晕；辐射气体冷却和高空间分辨率（$\lesssim$ 10 pc）同样必不可少。在我们的模型中，云在其首次穿越银盘前后约 10 Myr 内发展出头尾形态；在该事件之后，尾部被留在后方并在约 400 Myr 内吸积至银盘。在我们的解释中，Smith 云对应于一条气体“流带”，它在受银盘穿越扭曲的 DM 子晕继续移动后脱落、回落并逐渐消散。我们得出结论，在宇宙时间内，${\rm M}_{\rm DM} \lesssim 10^9 ~{\rm M}_{\odot}$ 的子晕已将约 $10^9 ~{\rm M}_{\odot}$ 的气体吸积到银河系中——这只占重子物质总预算的一小部分。