Kinematics of the Local Group gas and galaxies in the Hestia simulations

Abstract

El Grupo Local (LG) está formado por dos galaxias espirales gigantes, la Vía Láctea (MW) y Andrómeda (M31), y varias galaxias más pequeñas. MW y M31 se están acercando a una velocidad radial de —109kms-1. Evidencia observacional sugiere que hay un movimiento general de caída de gas y galaxias en el LG, dominado por la dinámica de sus dos miembros principales. Desde nuestra perspectiva, este flujo imprime un patrón dipolar de velocidades en el cielo cuando se remueve la rotación Galáctica. Investigamos las propiedades cinemáticas del gas y galaxias en el LG usando un conjunto de simulaciones de alta resolución de la colaboración Hestia (High-resolution Environmental Simulations of The Immediate Area). Nuestras simulaciones incluyen la cosmografía correcta alrededor de regiones similares al LG. Construimos mapas del cielo desde el sistema de reposo local, Galáctico y del LG. Encontramos que, al remover la rotación Galáctica, se establece un dipolo de velocidad radial en la dirección preferencial correspondiente al baricentro del LG para material por fuera del radio virial de la MW cuando la velocidad radial relativa entre la MW y M31 es similar al valor observado. Este resultado favorece un escenario donde el gas y las galaxias caen hacia el baricentro del LG, produciendo el dipolo de velocidades observado.

The Local Group (LG) consists of two giant spiral galaxies, the Milky Way (MW) and Andromeda (M31), and several smaller galaxies. The MW and M31 are approaching each other at a radial velocity of about —109kms-1. Observational evidence suggests that there is an overall infalling motion of gas and galaxies in the LG, dominated by the dynamics of its two main members. From our perspective, this flow imprints a velocity dipole pattern in the sky when Galactic rotation is removed. We investigate the kinematic properties of gas and galaxies in the LG using a suite of high-resolution simulations performed by the Hestia (Highresolution Environmental Simulations of The Immediate Area) collaboration. Our simulations include the correct cosmography surrounding LG-like regions. We build sky maps from the local, Galactic and LG standard of rest reference frames. Our findings show that the establishment of a radial velocity dipole near the preferred barycentre direction is a natural outcome of simulation kinematics for material outside the MW virial radius after removing galaxy rotation when the relative radial velocity of MW and M31 is similar to the observed value. These results favour a scenario where gas and galaxies stream towards the LG barycentre, producing the observed velocity dipole.