等级式星系形成模型中早型星系 [α/Fe]-σ 问题的一个可能解

最庞大的椭圆星系显然形成得最快，因为 α 元素（如氧）与铁的比率最小。事实上，铁主要由 Ia 型超新星在约 0.1–10 亿年的时间尺度上产生，而 α 元素则来自大质量恒星，时间尺度为数千万年（Matteucci 1994）。长期以来，再现这种 α/Fe 相关性一直是星系形成的宇宙学理论面临的一个严峻问题，因为这些理论设想大质量星系由较小的前身星系逐渐组装而成，并具有过度延伸到宇宙晚期的恒星形成历史。尽管最近已明确，活动星系核（AGN）活动的反馈在晚期恒星形成猝灭中起作用（例如 Cattaneo 等人 2009），且星系前身中的早期恒星形成历史会影响 α/Fe 比率（Calura & Menci 2009），但仅凭主并合无法将高红移前身星系中的恒星形成增强到足以匹配观测到的 α/Fe 相关性陡度所需的水平（Spolaor 等人 2010）。我们在此报告，纳入引发较低级别星暴的飞掠“骚扰”效应，并结合 AGN 对星暴活动的猝灭，显著增强了在宇宙学星系形成模型中解释观测到的椭圆星系 α/Fe 比率的能力。早期工作与当前结果的关键区别在于，由飞掠交会驱动的星暴效应——这种交会在庞大星系的高红移前身中非常普遍——会在大爆炸后最初 20 亿年内促进恒星形成，并结合了在最初 3–4 吉年内对星暴活动的猝灭。