旋涡盘中的丰度梯度：高红移处的梯度反转是真实的吗？

我们利用双吸积模型计算了银河系盘沿盘的丰度梯度：特别是氧和铁的梯度及其时间演化。首先，我们探讨了影响丰度梯度形成和演化的几个物理过程的效果。它们是：i) 盘的由内向外形成，ii) 恒星形成的气体密度阈值，iii) 沿盘变化的恒星形成效率，iv) 径向流及其速度，以及 v) 晕的不同总表面质量密度（气体加恒星）分布。如果我们假设由内向外形成、无气体密度阈值、沿盘恒定的恒星形成效率以及径向气体流，我们能够最好地重现当前的氧和铁梯度。径向流的速度模式选择及其与晕中表面质量密度分布的组合尤为重要。在选定最佳模型后，我们随后探讨了丰度梯度随时间的演化，发现梯度总体上随时间变陡，并且在红移 z~3 处，盘的内区存在梯度反转，即在早期epoch，氧丰度向银河系中心递减。这种已被观测到的效应，如果假设盘的由内向外形成和恒定的恒星形成效率，我们的模型可以自然地产生。梯度反转是由于在由内向外形成中，早期时间内区存在强烈的原始气体吸积，这与化学增丰相抗衡。梯度反转在存在径向流的情况下依然存在，无论其速度随时间恒定还是变化，这是一个新结果。