Leo I 的空间运动：哈勃空间望远镜自行与推断轨道

我们基于相隔约 5 年的两个历元 HST ACS/WFC 图像，首次测量了 Leo I 的绝对自行。Leo I 恒星相对于约 100 个背景星系的平均位移意味着自行 $(\mu_W, \mu_N) = (0.1140 \pm 0.0295, -0.1256 \pm 0.0293)$ mas/yr。经太阳反射运动修正后的推断银河系中心速度矢量，其径向和切向分量分别为 $V_{rad} = 167.9 \pm 2.8$ km/s 和 $V_{tan} = 101.0 \pm 34.4$ km/s。我们通过求解 Leo I 在一系列合理的银河系及其周围星系质量模型下的运动方程回溯其详细轨道历史。Leo I 于 $2.33 \pm 0.21$ Gyr 前进入银河系维里半径，最可能是首次落入。它在 $1.05 \pm 0.09$ Gyr 前以 $91 \pm 36$ kpc 的银河系中心距离经过近心点。我们将这些时间尺度与 Leo I 恒星形成历史中的特征时间尺度联系起来，后者显示约 2 Gyr 前恒星形成活动增强，约 1 Gyr 前熄灭。我们的计算没有迹象表明其他星系显著影响了 Leo I 的轨道，尽管存在小概率它可能在最近 ~1 Gyr 内与小熊座或 Leo II 发生过相互作用。对于大多数合理的银河系质量，观测速度意味着 Leo I 被束缚于银河系。然而，鉴于其近期落入，将其纳入假设动力学平衡的银河系卫星种群模型可能并不合适。求解 Leo I 轨道的完整（非径向）计时方程意味着银河系质量 $M_{MW,vir} = 3.15 (-1.36, +1.58) \times 10^{12} M_\odot$，其中巨大的不确定性主要由宇宙散射主导。在 companion paper 中，我们将新观测结果与从宇宙学模拟中提取的 Leo I 子晕类似物的性质进行了比较。