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盘状星系中的氦丰度——I. 来自宇宙学化学动力学模拟的预言

星系天体物理 2019-10-09 v2

摘要

我们研究在具有不同恒星形成历史的模拟恒星形成盘状星系中,恒星与气相氦丰度如何作为时间的函数演化。我们利用一个宇宙学化学动力学模拟来研究星系形成与演化,其包含恒星形成,以及来自渐近巨星分支星、核坍缩超新星和 Ia 型超新星的能量与化学增丰反馈。我们所模拟盘状星系星际介质中氦质量分数 YY 与金属丰度 ZZ 之间的预言关系依赖于星系过去的恒星形成历史。特别地,dY/dZdY/dZ 并非恒定,而是作为时间的函数演化,取决于我们选定示踪 ZZ 的具体化学元素;尤其是 dY/dXOdY/dX_{\text{O}}dY/dXCdY/dX_{\text{C}} 随时间增大,而 dY/dXNdY/dX_{\text{N}} 减小。在气相中,我们发现 YY 的负径向梯度,源于模拟星系盘随时间由内向外增长;这导致外星系区域更长的化学增丰时标,我们在那里发现更低的 YYZZ 平均值。最后,借助化学演化模型,我们在星系核球与内盘预言了高 ZZ 处比外星系区域更陡的 YY 对年龄关系。我们得出结论:为标定恒星模型中假定的 YY-ZZ 关系,C、N 与 C+N 是比 O 更好的金属丰度示踪,因为它们展现更陡且弥散更小的相关关系。

关键词

引用

@article{arxiv.1905.08309,
  title  = {He abundances in disc galaxies -- I. Predictions from cosmological chemodynamical simulations},
  author = {Fiorenzo Vincenzo and Andrea Miglio and Chiaki Kobayashi and J. Ted Mackereth and Josefina Montalban},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1905.08309},
  year   = {2019}
}

备注

Accepted for publication in A&A