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从金属分布到互信息:星际碎片组装的新视角

星系天体物理 2025-12-01 v1 宇宙学与河外天体物理

摘要

星际碎片的金属分布结构编码了星系组装的化石记录,追踪化学演化和过去合并的动力学痕迹。我们使用Aquarius模拟中的五个质量为牛津的星系,引入信息论框架,通过角位置与金属量之间的互信息(MI)来量化空间化学相关性。我们将每个星系中的恒星根据其中位金属量分为高金属和低金属人群,检视它们的金属分布函数(MDF)、空间各向异性以及随 galactocentric半径变化的角-金属耦合。MDF呈现出显著多样性,从由一个或两个大质量祖星主导的单峰分布到由多个吸积事件塑造的宽分布或双峰形式,揭示了碎片组装的随机性。低金属恒星主要来自被毁亡的卫星,显示出更高的空间各向异性和更强的角 clustering,优于其金属丰富的同类星体。删除束缚卫星后,各向异性显著降低,但高金属恒星仍保持略高的各向异性,这反映了大质量、中心 deposition 祖星残留的痕迹。角位置与金属量的互信息随半径增加后趋于饱和于外缘,数据与随机化控制之间的差异主要局限于内内层,这标志着由 incomplete phase混合驱动的残余空间-化学耦合。我们的结果表明,信息论诊断为量化星际碎片的化学复杂性提供了强大且直观的方式,为将来自高维Galactic调查数据的模拟与观测进行比较提供了前景路径。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.23452,
  title  = {From metallicity distributions to mutual information: A new perspective on stellar halo assembly},
  author = {Amit Mondal and Biswajit Pandey},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.23452},
  year   = {2025}
}

备注

18 pages, 7 figures, comments are welcome