棒旋星系中恒星形成与金属丰度演化的联系

我们对棒状盘星系进行了一系列化学动力学模拟。我们的目标是确定导致 SDSS 观测到的中心气相金属丰度增加和中心恒星形成率 (SFR) 升高的物理过程。我们定义了一个直径为 2kpc 的中心孔径，以近似 SDSS 的积分光谱纤维测量。在该中心区域内观测到的化学演化 critically 取决于棒与孔径的相对大小，而这一相对大小随时间强烈演化。在 t~0.5Gyr 时，形成了一个强棒，其长度远大于 2kpc 孔径。恒星和气体失去角动量并沿拉长轨道运动，导致中心区域与其周围环境之间的气体剧烈混合。在接下来的 1.5Gyr 内，气体轨道显著收缩，直到整个气体棒被包含在 2kpc 孔径内，导致气体净流入中心区域。在此期间，中心区域的金属丰度稳步增加，这种富集主要由流入中心区域的富金属气体主导。因此，这项工作的主要结果是：在棒状星系中心观测到的富集并非由中心形成的恒星进行的原位富集所主导。相反，恒星形成发生在棒的全长上，其中大部分最初发生在 2kpc 孔径之外。最终进入中心区域的金属中约有 50% 源自这种延伸的棒长恒星形成，但因角动量损失而流入中心区域。我们得出结论，中心 SFR 与中心金属丰度之间没有直接联系。中心金属丰度并非完全源自中心恒星。相反，全局 SFR（尤其是沿棒方向）和富金属气体的大尺度流动起着主要作用。