Введение
Гигантский южный поток, наблюдаемый вблизи галактики Андромеда («M31»), предоставляет нам необыкновенную возможность изучить разрушение одной из ее спутниковых галактик большой дисковой галактики и тем самым получить чувствительный зонд динамики в «M31». Первоначально ручей был обнаружен по счетам красных гигантских звезд в ореоле «М31».
Более поздние расширения данного исследования определили протяженность течения с расчетного расстояния 60 кпс от центра «М31» на южной стороне до возможного расширения с северной стороны «М31». Подходит для вершины красной гигантской ветви и обеспечивает расстояние прямой видимости в зависимости от положения вдоль течения. Наконец, спектроскопия звезд на пути потока представила поток как отдельный кинематический состав, а также представила оценки металличности звезд потока по линии поглощения.
Внешний вид потока
Поток напоминает протяженные приливные хвосты карликовой галактики Стрельца, огибающей Млечный Путь, хотя его азимутальная протяженность вокруг «M31» намного меньше. Основное отличие заключается в том, что мы не знаем, сохранился ли прародитель потока Андромеды, и если да, то где он находится, хотя несколько слабых мест во внутреннем ореоле «M31» были предложены в качестве возможных прародителей.
Поскольку трехмерный тракт потока измеряется теперь вместе с односкоростной составляющей, мы располагаем практически полной информацией о траектории системы в фазовом пространстве. Если объединить данные потока с другими наблюдениями «M31», такими как кривая его вращения, мы сможем получить прямую оценку гравитационного потенциала ореола «M31», а также проследить путь течения за видимой южной частью.
Модели исследования
Исследование потока Андромеда по ширине и скорости рассеивания потока показало несколько потенциалов, получив слабо зависящий от модели предел массы в пределах 125 кпс. Они предоставили параметры модели только для своих простых сферических потенциалов, недостаток которых заключается в том, что они не соответствуют кривой вращения «M31».
Также использовалась более сложная модель выпуклого диска-ореола. Проблема, заслуживающая более пристального внимания, заключается в небольшой разнице между расположением орбиты и потока. Для простоты предполагают, что поток следует по орбите. Однако, поток существует именно потому, что входящие в него звезды находятся на слегка отличающихся орбитах.
Систематическое изменение орбитальной энергии вдоль потока, которое неявно учитывается при моделировании N-тела, а не при помощи простых орбитальных интеграций, может повлиять на оценки потенциала «M31» и траектории прототипа.
Поэтому стоит опираться на предыдущую знания, чтобы построить более конкретную и точную модель потока. Мы начинаем с подмножества данных наблюдений, а затем постепенно добавляем все больше ограничений.
Наблюдения
Рассмотрим, что в настоящее время известно о конфигурации «М31» и южного потока. Мы смотрим на галактику «М31» снизу и галактика вращается против часовой стрелки на небе. Принимаем наклон «M31» за 77 градусов, а угол положения - за 37 градусов. Мы используем расстояние до «M31» равное 784 ± 24 kpc и среднюю радиальную скорость -300 ± 4 км s-1.
Поскольку система «M31» охватывает такую большую область неба, ее поперечная скорость является одной из основных неопределенностей в ее внутренней кинематике, что является редко встречающейся в астрономии ситуацией. Поскольку «М31» и «Млечный Путь» являются основными массовыми концентрациями в локальной группе, традиционно предполагается, что они будто падают друг к другу, так что поперечная скорость намного меньше радиальной скорости.
Преобладание восточно-западной составляющей связано с направлением локального волокна, по которому «M31» имеет тенденцию двигаться в модели Пиблса.
Гигантский южный поток простирается на юго-восток галактики примерно на 5градусов. Общая протяженность Пути не очень хорошо известна; в южной его части он может заметно выходить из берегов вблизи месторождения, и в конце концов он будет потерян на севере, чтобы затеряться в диске «M31».
"Северное продолжение" лишь одна из многих слабых сторон, которая может быть продолжением русла. В противоположность этому, реальность южной части, несомненно, обусловлена значительным увеличением количества звезд и наблюдениями четкой кинематической составляющей в пяти спектроскопических полях вдоль течения.
Расположение потока показывает, что он является грубо линейной структурой, и пересекает Путь только случайно и не центрируется на нем. Однако некоторые из этих положений были выбраны путем экстраполяции из внутренней части потока.
Если сдвинуть среднее поперечное положение потока относительно полевых центров на 0,15 градусов. Это смещение невелико по сравнению с шириной потока, приблизительно половина полной ширины на половину максимальной ширины неба или около 7 кпс на расстоянии.
Присваиваем погрешность 0,15 угловому положению потока. Расстояния до месторождений Пути «М31» показывают, что он лежит дальше, чем «М31», и следует примерно по радиальной траектории. Мы исключаем месторождения на северной стороне, а также близлежащие к «М31» месторождения из-за возможного загрязнения дисковыми звездами. Оценивают общую ошибку 20 kpc на расстоянии, но она складывается из случайной ошибки примерно 12 kpc и систематической ошибки примерно 16 kpc от фотометрической нулевой точки и неопределенности популяции звезд.
Орбиты, которые имеют более крутой или более мелкий градиент расстояния вдоль течения, чем наблюдаемый градиент, и могут быть исключены, даже если они находятся в пределах полос полной погрешности.