银河系中的翘曲、波动与褶皱

我们通过修正由选择函数的距离依赖性引起的偏差（我们直接从数据中测得该偏差）为 Gaia-TGAS 数据集推导无偏距离估计。由这些距离与自行，我们估计了银河系中心与反中心方向上恒星的垂向与方位速度 $W$ 和 $V_\phi$，以及角动量 $L_z$。所得平均垂向运动 $\overline{W}$ 随 $V_\phi$ 和 $L_z$ 均呈线性增长，显著性达 $10 \sigma$。这一趋势由已知的银河系翘曲所预期并与之相符。该信号延伸至引导中心半径 $R_g<R_0$ 的恒星，将翘曲的起始置于 $R\lesssim7{\rm kpc}$。在同等高显著性下，我们探测到此前未知的 $\overline{W}$ 随引导中心 $R_g$ 的波状模式，振幅约 $1{\rm kms}^{-1}$、波长约 $2.5{\rm kpc}$。该模式在中心与反中心方向上均存在，与缠绕（褶皱）翘曲或弯曲波一致，可能与外盘已知特征（TriAnd 与 Monoceros 过密度）相关，并可能由约 $\sim1{\rm Gyr}$ 前与 Sgr 矮星系的相互作用引起。对这一简单拟合的唯一显著偏离是 $R_g\sim9{\rm kpc}$ ($|L_z|\sim2150{\rm kpckms}^{-1}$) 附近的流状特征。