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麦哲伦云自行第三历元 I:HST/WFC3 数据与轨道启示

宇宙学与河外天体物理 2015-06-12 v1

摘要

我们基于跨越约 7 年基线、以背景类星体(QSOs)所在场为中心的三历元哈勃空间望远镜(Hubble Space Telescope)数据,给出了大麦哲伦云(LMC)和小麦哲伦云(SMC)的自行。前两个历元是过去分析的主题,使用 ACS/HRC 获取,并在此进行了重新分析。使用 WFC3/UVIS 获取的新第三历元增加了时间基线并更好地控制了系统误差。三历元数据得出的自行随机误差每个场仅为 1-2%。对于 LMC,这足以限制其内部自行动力学,这将在另一篇论文中讨论。此处我们关注推导出的质心自行:mu_W(LMC) = -1.910 +/- 0.020 mas/yr,mu_N(LMC) = 0.229 +/- 0.047 mas/yr,以及 mu_W(SMC) = -0.772 +/- 0.063 mas/yr,mu_N(SMC) = -1.117 +/- 0.061 mas/yr。我们将结果与对银河系中太阳运动的修正理解相结合,推导出银心速度:v_{tot,LMC} = 321 +/- 24 km/s 和 v_{tot,SMC} = 217 +/- 26 km/s。我们的自行不确定性现在主要受限于我们对麦哲伦云内部运动学和几何结构的理解,而速度不确定性主要受距离误差主导。围绕银河系的麦哲伦云轨道计算允许一系列轨道周期,具体取决于银河系和 LMC 不确定的质量。周期 4\lesssim 4 Gyr 被排除,这对传统的麦哲伦星流模型构成了挑战。如果要求 LMC 和 SMC 必须至少作为束缚对存在数 Gyr,则首选首次落入轨道(这也得到了其他论据的支持)。

关键词

引用

@article{arxiv.1301.0832,
  title  = {Third-Epoch Magellanic Cloud Proper Motions I: HST/WFC3 data and Orbit Implications},
  author = {Nitya Kallivayalil and Roeland P. van der Marel and Gurtina Besla and Jay Anderson and Charles Alcock},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1301.0832},
  year   = {2015}
}

备注

27 pages, 15 figures, accepted to ApJ