银河系盘的动力学化学演化 I：太阳邻域

[摘要删节] 在本系列的第一篇论文中，我们提出了一种研究盘状星系化学动力学演化的新方法，该方法融合了盘化学演化模型与相容的银河系盘数值模拟。这种方法避免了模拟中遇到的已知恒星形成和化学增丰问题。本文聚焦于银河系，使用了一个详细的薄盘化学演化模型和一个在宇宙学背景下进行的模拟，其动力学性质接近我们的银河系。我们表明，由于高红移处的并合以及后期中心棒的作用导致的径向迁移，相当一部分古老的贫金属高 [$\alpha$/Fe] 恒星到达了太阳邻域。尽管我们仅使用了薄盘化学模型，但这自然地解释了许多近期关于薄盘和厚盘的观测结果。虽然存在显著的径向混合，但年龄 - 金属丰度关系的斜率仅受到微弱影响，其散射与近期的观测工作相容。虽然我们在 [O/Fe]-[Fe/H] 平面上发现了平滑的密度分布，但通过根据高分辨率样本中用于定义薄盘和厚盘的运动学标准选择粒子，我们可以重现观测到的不连续性。我们概述了一种估算太阳诞生地的新方法，并预测最可能的半径范围在 $4.4 < r < 7.7$ kpc 之间（假设当前位置为 $r = 8$ kpc）。我们提出了一个关于银河系厚盘的新的统一模型，其中并合和径向迁移在盘演化的不同阶段均发挥作用。我们表明，若没有早期的大质量并合，最古老恒星的垂直速度弥散将被低估约 2 倍，与观测不符。因此，我们可以论证银河系厚盘不太可能是通过宁静的盘演化形成的。