M31 星盘的元素丰度比
星系天体物理
2025-11-20 v1
摘要
我们报告了M31星盘多个化学元素的金属丰度([Fe/H])和丰度比([X/Fe])的径向趋势，包括C、N、Na以及所谓的α元素（O、Mg、Si、Ca和Ti），直至约0.6kpc的中心。我们采用全光谱拟合、全指数拟合和线强度分析，结合不同的星系模型来估计丰度。首先我们在mock光谱和SDSS ETG叠加光谱上测试了这些技术，然后应用于在GTC OSIRIS光谱仪获取的M31星盘高质量长孔光谱。我们发现O、N、Na相对于Fe显著增强，典型丰度>0.3dex。特别地，N和Na呈现陡峭的中心增强，达到~0.5dex。C、Mg、Si显示[Fe/Fe]~0.2dex的中间增强，其中C和Mg向中心减弱至<~0.1dex；而Ca和较少情况下的Ti与Fe接近，[X/Fe]<0.1dex。将相同分析应用于SDSS ETG叠加光谱后，发现M31星盘的丰度模式与最质量星系类似，除了N在星盘中显著更增强（约0.1dex）。对于星盘的大部分区域，采用高星形成效率和短气体输入时间尺度的化学演化模型可再现[Fe/H]和[X/Fe]的整体趋势。在中心区域（<~100pc），该星盘的高金属丰度可通过星际IMF在高质量处较平坦，或长期星形成来解释。附加过程，如差分星系风，似乎必要以解释α元素中各元素的脱钩以及强中心N增强。我们的结果支持一种情景：M31星盘的大部分形成于快速强烈的星形成时期。
引用
@article{arxiv.2511.15415,
title = {Elemental abundance ratios for the bulge of M31},
author = {F. La Barbera and A. Vazdekis and F. Matteucci and E. Spitoni and A. Pasquali and I. Martín-Navarro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.15415},
year = {2025}
}
备注
18 pages, 15 figures, accepted for publication in A&A