[論文レビュー] The GALAH Survey Sees Stellar Streams: Dependence of Nearby Velocity Distributions on Galactic Longitude and Metallicity

Alice C. Quillen, Gayandhi De Silva+31 more|arXiv (Cornell University)|Feb 8, 2018

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 3

ひとこと要約

GALAH調査の近傍星（d ≤ 1 kpc）のデータを用いて、本研究ではヘルクレススターライムの速度ピークが銀河縁度と金属量に依存することを明らかにした。特に[Fe/H] > 0.2の星において信号が強まっている。観測された視線方向および角運動量（約1620 km/s kpc）に依存する性質は、このストリームが棒共振起源であるのを支持しており、数百年パーセクのスケールで細かい構造を有する速度部分構造が存在することを示している。

ABSTRACT

Using GALAH survey data of nearby stars, we look at how structure in the planar ($u,v$) velocity distribution depends on metallicity and on viewing direction within the Galaxy. In nearby stars with distance $d \lesssim 1$ kpc, the Hercules stream is most strongly seen in higher metallicity stars [Fe/H]$ > 0.2$. The Hercules stream peak $v$ value depends on viewed galactic longitude, which we interpret as due to the gap between the stellar stream and more circular orbits being associated with a specific angular momentum value of about 1620 km/s kpc. The association of the gap with a particular angular momentum value supports a bar resonant model for the Hercules stream. Moving groups previously identified in Hipparcos observations are easiest to see in closer stars with $d<250$ pc, and their visibility and peak velocities in the velocity distributions depends on both viewing direction (galactic longitude and hemisphere) and metallicity. We infer that there is fine structure in local velocity distributions that varies over distances of a few hundred pc in the Galaxy.

研究の動機と目的

• 近傍星を用いて、銀河縁度および金属量に応じた銀河ディスク内星の速度分布の変化を調査すること。
• 観測された運動学的部分構造（例：ヘルクレス・ストリーム）が視線方向および金属量に影響を受けるかどうかを特定すること。
• 速度ピークが銀河縁度に依存する理由が棒共振モデルで説明可能かどうかを検証すること。
• 異なる距離および金属量のバッチにおける移動群の可視性および運動学的性質を評価すること。

提案手法

• d ≤ 1 kpcの星について、GALAH調査の径方向速度および自己運動データを分析する。
• 銀河縁度および金属量[Fe/H]でビニングされた平面（u,v）速度分布を構築する。
• 異なる視線方向における速度空間での運動学的部分構造、特にヘリオス・ストリームの特定を行う。
• 速度ピーク位置と角運動量値の相関を調べ、共振構造の有無を検証する。
• 距離および金属量依存性を評価するため、Hipparcosに基づく移動群検出結果と比較する。
• 角運動量のしきい値（約1620 km/s kpc）を用いて、ストリームと円運動軌道との間のギャップを共振の兆候として解釈する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 近傍星におけるヘリオス・ストリームの速度分布における可視性は、銀河縁度にどのように依存するか？
• RQ2 ヘリオス・ストリームのピーク速度は金属量[Fe/H]にどのように依存するか？
• RQ3 なぜヘリオス・ストリームのピーク速度は銀河縁度に応じてシフトするのか？これはその起源に何を示唆するか？
• RQ4 Hipparcosデータで検出された移動群は、距離が近い星（d < 250 pc）でより顕著に観測されるのか？また、その可視性は金属量にどのように依存するか？
• RQ5 観測された運動学的構造は、特定の角運動量値を持つ棒共振モデルで説明可能か？

主な発見

• ヘリオス・ストリームは[Fe/H] > 0.2の星で最も強く検出され、金属量依存の運動学的サインを示している。
• ヘリオス・ストリームのピーク速度は銀河縁度に系統的に依存しており、その起源または力学に方向依存性があることを示唆している。
• 星のストリームとより円運動の軌道との間のギャップは、約1620 km/s kpcの角運動量に関連しており、棒共振機構を支持する。
• Hipparcosデータで同定された移動群は、d < 250 pcの星で最も可視性が高く、距離依存の検出可能性を示している。
• 移動群の可視性および運動学的性質は、銀河縁度および半球に依存しており、太陽系近傍における局所的速さ構造の方向的非対称性を示している。
• 局所的速さ分布における細かい構造は数百年パーセクのスケールで変化しており、太陽系近傍における運動学的部分構造が一様でないことを示唆している。