A first estimate of the Milky Way dark matter halo spin
Notice bibliographique
Résumé
The spin, or normalized angular momentum λ, of dark matter halos in cosmological simulations follows a log normal distribution and has little correlation with galaxy observables such as stellar masses or sizes. There is currently no way to infer the λ parameter of individual halos hosting observed galaxies. Here, we present a first attempt to measure λ starting from the dynamically distinct disks and stellar halos identified in high-resolution cosmological simulations with the Galactic Structure Finder (gsf). In a subsample of NIHAO galaxies analyzed with gsf, we find tight correlations between the total angular momentum of the dark matter halos, Jh, and the azimuthal angular momentum, Jz, of the dynamical distinct stellar components of the form: log(Jh) = α + β⋅log(Jz). The stellar halos have the tightest relation with α = 9.50 ± 0.42 and β = 0.46 ± 0.04. The other tight relation is with the disks, for which α = 6.15 ± 0.92 and β = 0.68 ± 0.07. While the angular momentum is difficult to estimate for stellar halos, there are various studies that calculated Jz for disks. In application to the observations, we used Gaia DR2 and APOGEE data to generate a combined kinematics-abundance space, where the Galaxy’s thin and thick stellar disks stars can be neatly separated and their rotational velocity profiles, vϕ(R), can be computed. For both disks, vϕ(R) decreases with radius with ∼2 km s−1 kpc−1 for R ≳ 5 kpc, resulting in velocities of vϕ,thin = 221.2 ± 0.8 km s−1 and vϕ,thick = 188 ± 3.4 km s−1 at the solar radius. We use our derived vϕ,thin(R) and vϕ,thick(R) together with the mass model for the Galaxy of Cautun et al. (2020, MNRAS, 494, 4291) to compute the angular momentum for the two disks: Jz, thin = (3.26 ± 0.43)×1013 and Jz, thick = (1.20 ± 0.30)×1013 M⊙ kpc km s−1, where the dark halo is assumed to follow a contracted NFW profile. Adopting the correlation found in simulations, the total angular momentum of the Galaxy’s dark halo is estimated to be $ J_{\mathrm{h}}=2.69^{+0.37}_{-0.32}10^{15}\,M_{\odot} $ kpc km s−1 and the spin estimate is $ \lambda_{\mathrm{MW}}=0.061^{+0.022}_{-0.016} $, which translates into a probability of 21% using the universal log normal distribution function of λ. If the Galaxy’s dark halo is assumed to follow a NFW profile instead, the spin becomes $ \lambda_{\mathrm{MW}}=0.088^{+0.024}_{-0.020} $, making the Milky Way a more extreme outlier (with a probability of only 0.2%).
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».