中文

高红移类比本地星系中空间分辨直接法金属丰度:温度结构对金属丰度梯度的影响

星系天体物理 2020-12-16 v1

摘要

我们利用 SAMI 星系巡天中的一座星系,借助多谱线 auroral 线研究 HII 区温度结构假设如何影响“直接法”空间分辨金属丰度观测。SAMI609396B 位于红移 z=0.018z=0.018,是一座正处于轻微并合中、具有剧烈恒星形成活动的低质量星系,类似于高红移条件下的情形。我们采用三种方法推导直接金属丰度,并与强线诊断进行比较。三种直接法的空间金属丰度趋势存在显著差异。我们的第一种方法基于常用的由 [OIII]λ\lambda4363 auroral 线得到的电子温度 TeT_e([OIII]),以及传统的 TeT_e([OII]) -- TeT_e([OIII]) 定标。第二种方法对由 [OIII]/[OII] 强线比得到的 O+^+ 丰度施加了近期的经验修正。第三种方法由 [SII]λλ\lambda\lambda4069,76 auroral 线推断 TeT_e([OII])。第一种方法倾向于 SAMI609396B 沿径向呈正金属丰度梯度,而第二和第三种方法给出平坦化梯度。强线诊断大多产生平坦梯度,尽管其中混入了未定量化的激波区污染。我们得出结论:直接法中对 HII 区内部温度结构被忽视的假设,可导致金属丰度梯度研究中的巨大偏差。我们对 SAMI609396B 的详细分析强调,高精度的金属丰度梯度测量需要广泛的发射线阵列与更高的空间分辨率,以恰当约束激发源、物理条件及发射气体的温度结构。未来设施如 JWST/NIRSpec 与地面 ELT 的积分视场光谱研究,对最小化遥远星系测量梯度的系统效应至关重要。

关键词

引用

@article{arxiv.2012.01113,
  title  = {Spatially resolved direct method metallicity in a high-redshift analogue local galaxy: temperature structure impact on metallicity gradients},
  author = {Alex J. Cameron and Tiantian Yuan and Michele Trenti and David C. Nicholls and Lisa J. Kewley},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2012.01113},
  year   = {2020}
}

备注

21 pages, 14 figures, Accepted for Publication in MNRAS