称量银河系盘 III. 利用Gaia EDR3自行样本探测盘遥远区域

我们将利用相空间螺旋称量银河系盘的方法应用于Gaia EDR3自行样本。对于银河系盘遥远区域的恒星，纬向自行与垂直速度有紧密的投影关系，从而无需所有恒星都有视向速度信息即可观测垂直位置与垂直速度平面中的相空间螺旋。我们将银道面划分为360个独立数据样本，每个对应距离范围1.4-3.4 kpc内银道面中的一个区域单元，单元边长约200-400 pc。由于严重的选择效应（尤其在银河系中心方向），约一半数据样本被完全排除。在其余样本中，我们能够通过将相空间螺旋的解析模型拟合数据来推断垂直引力势。这项工作是同类中的首次，即我们在不依赖轴对称强假设下以高空间分辨率称量银河系盘的遥远区域。推断后，我们拟合出薄盘标度长度$2.2\pm 0.1$ kpc，尽管该值对考虑的空间区域敏感。我们看到表面密度随方位角变化约10-20%，这大致为我们估计的潜在系统偏差总和的大小。通过此工作，我们证明了尽管存在强选择效应，我们的方法仍可用于称量银河系盘的遥远区域。我们期望借助未来Gaia数据发布及方法的进一步改进达到更远的距离并提高精度。