利用本地运动学群理解银河系的旋涡结构

我们研究旋臂对太阳邻域恒星运动学的影响。由于银河系旋臂的性质尚未完全确定，我们研究了两种模型：紧卷近似（TWA）模型，代表一种局部近似；以及一个名为 PERLAS 的自洽物质臂模型，这是一种具有更陡峭引力变化的物质分布。在将两个模型调整到银河系旋臂性质的观测范围内后，我们进行了试验粒子模拟。我们探讨了旋臂性质的影响，发现允许参数空间中的一个显著区域有利于运动学群的出现。速度分布对相对旋臂相位和模式速度最为敏感。在所有情况下，当模式速度约为 17 km/s/kpc（接近 4:1 内共振）时，旋臂会诱发强烈的运动学印记，但在共转附近则不产生子结构。如果仅在银心半径上移动约 0.6 kpc，但在方位角上移动约 2 kpc，这些群就会发生显著变化。每个群的出现时间各不相同，从 0 到超过 1 Gyr 不等。近期形成的旋臂可以产生强烈的运动学结构。在太阳附近，恒星对两种势模型的响应在密度和运动学上均有显著差异。PERLAS 模型在更大的模式速度值范围内触发了更多的子结构。这些运动学群可用于降低当前关于银河系旋涡结构的不确定性，并检验其是否遵循 TWA。然而，像太阳邻域观测到的群可以通过不同的参数组合再现。需要来自更大距离的速度分布数据才能给出确定性的约束。