利用APOGEE的超富金属星研究银盘恒星的径向迁移效应

从APOGEE DR14巡天数据中选取[Fe/H]>0.2 dex的超富金属星,利用GAIADR2提供的距离和自行以及APOGEE的视向速度计算它们的运动学和轨道参数,探讨银盘恒星的径向迁移效应。研究发现,绝大多数超富金属星经历了径向迁移过程,通过共振(Churning)或模糊(Blurring)效应起作用。发生共振迁移的恒星(即|Rg-Rb|>1 kpc)占总样本数的95.9%,而发生模糊迁移的样本星(即|R-Rg|>1 kpc)占总样本数的50.5%,表明共振迁移在银盘演化中占主导地位。共振迁移距离(|Rg-Rb|集中分布在2~5 kpc)比模糊迁移距离(|R-Rg|集中分布在1~2 kpc)更大。细致分析了共振迁移效应在银河系内盘、太阳邻域和外盘等不同区域的影响,发现外盘的共振径向迁移效应比内盘更剧烈。这些超富金属星的径向迁移特征可以用银河系棒和旋臂共同作用的N体-化学动力学模型解释。由于超富金属星诞生于银河系内盘3~5 kpc处,正好落在棒的共转共振区(4.7 kpc)附近,它们在剧烈的共振共转作用下被加速向外迁移2~5 kpc以后,到达外林德布拉德(1/2本轮频率)共振区(7.5 kpc)附近,在这里它们再次被加速并迁移至外盘(12 kpc以外)。最后证实了APOGEE数据也存在年轻的超富金属星,它们主要是红团簇第二序列的恒星,它们的共振迁移率远大于棒模型预言的理论值,因此需要其它的物理机制来解释。