利用 SDSS-IV MaNGA 光谱叠加推导直接法金属丰度梯度

化学丰度是驱动星系演化的重子循环的关键示踪物。然而，大多数关于星系星际介质 (ISM) 丰度和金属丰度梯度的测量都基于依赖模型的强线方法。直接化学丰度可以通过探测微弱的极光线获得，但这类谱线过于微弱，无法在本地宇宙的大规模光谱巡天中被探测到。在这项工作中，我们通过叠加来自 MaNGA 积分场光谱巡天的光谱，克服了这一限制，并从直接法丰度获得了金属丰度梯度。具体来说，我们在恒星形成率-恒星质量 (SFR-M$_\star$) 平面上叠加了 4140 个恒星形成星系，并覆盖了六个径向区间。我们计算了大多数叠加光谱中 [OII]、[SII]、[NII]、[SIII] 和 [OIII] 的电子温度。我们发现 T[OII] $\sim$ T[SII] $\sim$ T[OII]，这符合预期，因为这些离子都示踪星云的低电离区。在高金属丰度下，[OIII] 温度变得远高于其他离子的温度，这表明可能存在未考虑的光谱污染或额外的物理过程。鉴于这种不确定性，我们的丰度计算基于 [SIII] 和低电离离子的温度。我们恢复了一个与使用不同经验校准方法得到的相似的质量-金属丰度关系 (MZR)。然而，我们没有发现使用直接法金属丰度时存在对 SFR 的次级依赖性的证据。最后，我们推导出金属丰度梯度，对于 $\log(M_\star/M_\odot) < 10.5$ 的星系，该梯度随恒星质量增加而变陡。在更高质量处，梯度再次趋于平缓，这通过极光线测定证实了先前用强线校准器定义的演化趋势。