星系质量-金属丰度关系中的特征质量尺度

我们使用 IZI（Blanc 等人 2015 年提出的用于测量化学丰度的贝叶斯形式）研究了由当前矮星系与高质量恒星形成星系组合样本中气相质量-金属丰度关系(MZR)的形状。我们观测到一个特征恒星质量尺度 $M_* \simeq 10^{9.5}$M$_{\odot}$，在此之上星际介质的化学富集程度急剧增加。在 $10^{6}-10^{9.5}$M$_{\odot}$ 范围内，MZR 遵循浅幂律($Z\propto M^{\alpha}_*$)，斜率 $\alpha=0.14\pm0.08$。接近 $M_* \simeq 10^{9.5}$M$_{\odot}$ 时 MZR 显著变陡，在 $10^{9.5}-10^{10.5}$M$_{\odot}$ 范围内斜率为 $\alpha=0.37\pm0.08$，并在更高恒星质量处趋于恒定金属丰度的平坦化。这一行为在性质上不同于文献中显示向低质量端单一幂律 MZR 的结果。我们彻底探讨了测量中的系统不确定性，并表明 MZR 的形状并非由样本选择、孔径效应、变化的 N/O 丰度、构建 MZR 所采用的方法、对恒星形成活动的次级依赖，亦或弥漫电离气体(DIG)污染引起，而是由测量丰度的方法差异所致。高分辨率流体动力学模拟能在定性上重现我们的结果，并表明对于高于该阈值的恒星质量，星系保留其金属的能力发生了转变。MZR 特征质量尺度还与冷气体盘尺度高度和团块性的转变，以及气体分数典型值相吻合，低于该值时驱动外流所需的恒星形成反馈效率预期将急剧下降。