星系质量-金属丰度-恒星形成关系的起源

我们描述了一个将低红移星系的金属丰度与恒星演化模型联系起来的平衡模型。它能够针对观测到的星系金属丰度检验不同的恒星初始质量函数与金属产率。我们表明，在低红移范围 $0.07\leq z\leq 0.3$ 内的超过 80,000 个斯隆数字巡天（SDSS）星系的金属丰度，对那些将星系恒星质量、金属丰度和恒星形成率（SFR）与低金属丰度星系外气体的流入率和富集物质的流出率相关联的恒星演化模型构成了显著约束。我们模型的一个特点是，它同时包含了星系的活跃恒星形成阶段以及同一星系可能处于休眠状态的时期。我们表明，星系质量-金属丰度-恒星形成关系可追溯至星系外气体的流入与宿主星系原生气体混合，形成具有观测金属丰度的恒星，其中质量最大的恒星将氧喷射到星系外空间。我们的发现中最重要的是，平均而言，星系外流入占恒星形成所需气体的一半，这一比例在恒星质量至少从 $M* = 2 \times 10^9$ 到 $6\times 10^{10} M_{\odot}$ 的星系中保持非常恒定。这促使我们提出，当星系外流入使边缘稳定星际云的质量大致翻倍时，恒星形成便被引发。所描述的过程也可能在定量上解释星系外空间的金属丰度，尽管为了验证这一点，需要更确切地确定星系外重子的比例。