银河系恒星晕呈倾斜且双断裂结构

现代银河系巡天揭示了一场主导我们银河系恒星晕的古老并合(Gaia-Sausage-Enceladus, GSE)。利用H3巡天的化学丰度与运动学，我们在r_Gal=6-60 kpc径向范围内证认出5559颗来自该并合的晕星。我们前向模拟H3的完整选择函数，以推断恒星晕这一吸积成分的密度轮廓。我们考虑一个一般椭球，其主轴允许相对于银心坐标轴旋转，并耦合一个多重断裂幂律。最佳拟合模型为一个三轴椭球(轴比10:8:7)，在银道面之上朝太阳方向倾斜25°，以及一个在12 kpc和28 kpc处具有断裂半径的双断裂幂律。该结果解决了文献中晕断裂半径长期存在的二分法——在假设单断裂幂律时，断裂半径要么在∼15 kpc，要么在∼30 kpc。N体模拟表明，断裂半径与恒星轨道的远心点堆积有关，因此观测到的双断裂为GSE并合的初始条件和演化提供了新的见解。此外，恒星晕的倾斜与三轴性可能意味着 underlying 暗物质晕也有一部分是倾斜且三轴的。这对银河系动力学质量建模以及直接暗物质探测实验具有重要意义。