運動学的に冷たい星種族がアンドロメダ銀河南東側短軸に沿って存在することを
発見した。これはジャイアントサザンストリームにつながっているらしい。この
発見は Keck II/DEIMOS により進行中の M31 赤色巨星分光サーベイの過程でなされた。
M31 中心から投影距離 9 - 30 kpc にある 8 箇所で、星の視線速度を調べた。
測光等級とスペクトルの性質から天の川銀河星とアンドロメダ銀河星を分離した。視線
速度を分離規準に使わなかったのは初めてで、その結果、バイアスなしに M31 の
恒星運動が調べられた。
図１．観測領域。青四角＝図２のMegaCam 観測領域。赤三角＝DEIMOAS 領域。 内、外側の３個は領域 a0。残りの三角は図２に示す。背景は Ibata et al 2005 の星計数マップ。外側楕円＝軸比 0.6 半径 55 kpc。
図３．視線速度分布。斜線＝ 尤度診断あり。実線＝なし。
図５．二重ガウシャンフィットの最尤検定の結果。
図７．単一ガウシャンフィットの最尤検定の結果。
図９．M31 RGB 星の速度分布。（上）短軸。点線の三角が冷たい成分。 （下）長軸。
図１１．内側楕円体と外側楕円体のメタル分布。
図１３．視線速度と投影距離の関係。（上）観測。（下）シミュレーション。 緑＝ＧＳＳ．赤＝北東の棚。青＝予言された南東の棚。黒＝M31 バルジ、円盤、 ハロー。
図１５．(a) GSS の東縁にあるフィールド 135 の速度対メタル量関係。GSS 中心フィールド H13s での平均速度と第２ストリームの平均速度はマークされている。
(b) [Fe/H] > -0.75 の高メタル星の分布。-300 km/s の冷たい成分と共に、 GSS と 第２ストリームへの集中も示す。
(c) [Fe/H] < -0.75 の高メタル星の分布。低メタル星は平らな分布。
1013 個の M31 赤色巨星視線速度分布には二つの成分がある。幅広の、運動学的に
熱い成分、σ = 129 km/s、 はヴィリアル平衡にある楕円体を表わす。全体の
19 % は巾狭く、σ = 55.5 km/s (Rproj=12 kpc) から
σ = 10.6 km/s (Rproj=18 kpc) へと距離と共に減少し、中心速度
は M31 の系統速度に近い。
冷たい成分の空間分布と速度分布はジャイアントストリームの軌道モデルで
Fardal et al が予言した「東南の棚」(Southeast shelf) に合致する。冷たい成分の
メタル分布はジャイアントサザンストリームと合うが、楕円成分よりは 0.2 dex
大きい。今回の発見と最近 HST の長深度撮像で見つかった中間年齢楕円体種族との
関係も論ずる。
図２．MegaCam による星計数マップ。赤い四角が MegaCam 測光を行った部分。
図４．M31 内側楕円体 RGB と診断された星の視線速度。（左）単一ガウシャンフィット。 ⟨v⟩ = -287 km/s, σ = 117 km/s 。（右）２成分ガウシャン。
図６．各領域の速度分布とガウシャンフィット。副構造の証拠がない領域は 単一ガウシャンでフィットした。
図８．狭い速度成分の尤度検定の結果。
図１０．メタル量区分ごとの速度分布。高メタルの冷たい成分が -300 km/s に 集積しているのが判る。
図１２．シミュレーション。緑＝第１通過点に接近しつつある GSS 。 赤＝北の棚(Northern shelf)から第２通過点に近づきつつある。 マゼンタ＝西の肩(Western shelf)から第３通過点に近づきつつある。青＝第４ 通過点に近づきつつあり、南東に広がって見える模様を作っている。
図１４．フィールド135 の速度分布。３つのガウシャンでフィットされた。 （１）幅広の M31 楕円体。（２）⟨v⟩ = -273 km/s, σ = 30 km/s の南東棚成分。約３０％。（３））⟨v⟩ = -449 km/s, σ = 55 km/s 全体の 25 % を占める。