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由终端速度曲线推导的银河系盘面面密度分布

星系天体物理 2016-01-13 v1

摘要

银河系盘面的质量分布由终端速度曲线与质量差异-加速度关系构建。量化详细面密度分布的质量模型以表格形式列出。对于 R0=8R_0 = 8 kpc,这些模型具有恒星质量 5<M<6×10105 < M_* < 6 \times 10^{10} M_{\odot},标长 2.0Rd2.92.0 \le R_d \le 2.9 kpc,LSR圆周速度 222Θ0233222 \le \Theta_0 \le 233 km s1^{-1},以及太阳圈恒星面密度 34Σd(R0)6134 \le \Sigma_d(R_0) \le 61 M_{\odot} pc2^{-2}。太阳邻域目前所处的旋臂间位置,其恒星面密度可能略低于太阳圈的平均值。银河系似乎是一个正常的旋涡星系,遵循诸如Tully-Fisher关系、大小-质量关系以及盘面极大性-面亮度关系等标度关系。该恒星盘是极大的,且旋臂质量很大。终端速度曲线中的起伏与波动对应于已知的旋臂特征(例如,半人马臂是一个约 50%50\% 的超密度)。自转曲线在数百秒差距的尺度上于正负之间切换。均方根振幅 \langle|dV/dRdV/dR2|^2\rangle1/214^{1/2} \approx 14 km s1^{-1} kpc1^{-1},这意味着Jeans方程中常被忽略的项可能并非可忽略的。球面平均的局部暗物质密度为 ρ0,DM0.009\rho_{0,DM} \approx 0.009 M_{\odot} pc3^{-3}(0.3 GeV cm3^{-3})。暗物质晕的绝热压缩可能有助于使银河系符合 Λ\LambdaCDM中预期的 cc-V200V_{200} 关系,同时也有助于缓解“太大而无法失败”问题,但将内部核球/棒主导区域与尖峰晕相调和仍然困难。我们注意到NGC 3521是银河系的近孪生星系,具有相似的光度、标长和自转曲线。

关键词

引用

@article{arxiv.1511.06387,
  title  = {The Surface Density Profile of the Galactic Disk from the Terminal Velocity Curve},
  author = {Stacy S. McGaugh},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1511.06387},
  year   = {2016}
}

备注

Accepted for publication in the Astrophysical Journal. 20 pages, 14 figures. Model data available at http://astroweb.case.edu/ssm/models/ See http://astroweb.case.edu/ssm/models/MWaddenda2015.html for further discussion of fit statistics, etc