银河系内盘的早期快速气体吸积
星系天体物理
2022-03-14 v1
摘要
对银河系和高红移星系的近期观测表明，星系盘在宇宙大爆炸后不久就已形成。虽然银河系内盘的气体下落历史长期以来被认为具有较短的吸积时间尺度特征，但这尚未通过观测直接约束。利用 APOGEE 和 Gaia 最近产生的银河系内区空前数量与质量的数据，我们旨在推导对内区（小于 6 kpc）银河系（重点关注 4-6 kpc 之间的恒星，我们证明其是整个内盘的适当代表）下落历史的强约束。我们已将气体下落纳入银河系盘的化学演化模型，并使用 Schmidt-Kennicutt 定律将下落与恒星形成联系起来。我们探索了若干模型，以及下落定律的两种不同表述。一种表述中，下落是非参数的；另一种中，下落具有显式的指数形式。我们将模型参数拟合到太阳邻域恒星的时间-[Si/Fe] 分布，以及 APOGEE 中银心半径 4-6 kpc 之间恒星的金属丰度和 [Si/Fe] 分布函数。我们的结果指向快速的早期气体吸积，银河系内盘的吸积时间尺度上限约为 2 Gyr。这表明至少一半重子在宇宙大爆炸后 2-3 Gyr 内就位，且内盘一半恒星在最初 5 Gyr 内形成，处于厚盘形成阶段。这意味着内盘恒星质量由厚盘主导，支持我们之前的工作，并且向内盘的气体吸积是快速且早期的。
引用
@article{arxiv.2111.13634,
title = {Rapid early gas accretion for the inner Galactic disc},
author = {Owain Snaith and Misha Haywood and Paola Di Matteo and Matthew Lehnert and David Katz and Sergey Khoperskov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.13634},
year = {2022}
}
备注
23 pages, 17 figures, 4 tables, submitted to A&A