来自EAGLE模拟与SDSS星系的金属丰度-恒星质量-SFR关系的星系外流约束

恒星反馈驱动的外流调节着星系的恒星形成与化学增丰,然而质量外流率对星系性质的基础依赖关系在很大程度上仍属未知。我们开发了一个简单而全面的非平衡化学演化模型(NE-CEM),利用SDSS在$z{=}0$处观测到的金属丰度-恒星质量-SFR关系来约束外流的质量负载因子$\eta$。我们的NE-CEM通过显式追踪恒星形成与质量负载的历史来预测化学增丰。在探索EAGLE模拟后,我们发现了一个紧凑而灵活的模型,可精确描述星系的平均恒星形成历史。将一种化学测量$\eta$的新方法应用于EAGLE,我们发现$\eta$可由其对恒星质量与比SFR的依赖参数化为$\log\eta\propto M_*^{\alpha}s{\mathrm{SFR}}^{\beta}$,在EAGLE中$\alpha{=}{-}0.12$、$\beta{=}0.32$。我们化学推断的$\eta$与Mitchell等人的运动学测量惊人地吻合。经EAGLE广泛检验后,我们将NE-CEM贝叶斯分析应用于SDSS数据,得到紧约束$\log(\eta/0.631)=0.731{\pm}0.002\times(M_*/10^{9.5}M_{\odot})^{-0.222\pm0.004} (s{\mathrm{SFR}}/10^{-9.5}yr^{-1})^{0.078\pm0.003}$,与沿视线测量一致。我们的最佳拟合NE-CEM不仅精确描述了$z{=}0$处的金属丰度-恒星质量-SFR关系,还成功复现了高红移处所谓的“基本金属丰度关系”。我们的结果表明,不同星系在宇宙时间内以非平衡但惊人一致的方式形成恒星并增丰其气体。