银河系盘中 [$\alpha$/Fe] 的分布

利用阿帕奇点天文台银河系演化实验（APOGEE）数据发布 16 中的红巨星样本，我们推断了银河系盘中 Mg、O、Si、S 和 Ca 这些 $\alpha$ 元素在 $p([\alpha/\text{Fe}]\,|\,[\text{Fe/H}])$ 的条件分布。在每个 [Fe/H] 与银河系半径 $R$ 的区间内，我们将 $p([\alpha/\text{Fe}])$ 建模为两个高斯之和，分别代表尺度高度分别为 $z_1=0.45\,\text{kpc}$ 与 $z_2=0.95\,\text{kpc}$ 的“低-$\alpha$”与“高-$\alpha$”星族。通过考虑 APOGEE 中依赖于年龄与 $z$ 的选择效应，我们推断了在覆盖所有 $z$ 的公平长寿命恒星样本中将发现的 [$\alpha$/Fe] 分布。在太阳圈附近，该分布在亚太阳 [Fe/H] 处呈双峰，低-$\alpha$ 与高-$\alpha$ 峰之间由中间 [$\alpha$/Fe] 处的明显极小值分隔。与先前结果一致，我们发现高-$\alpha$ 星族在较小 $R$、较低 [Fe/H] 与较大 $|z|$ 处更显著，且 Si 与 Ca 的序列分离比 Mg、O 和 S 更小。我们发现低-$\alpha$ 与高-$\alpha$ 星族在固定 [Fe/H] 下 [$\alpha$/Fe] 均存在显著内禀弥散，通常约 $0.04$ dex。这一双高斯描述的均值、弥散与相对幅度，以及这些参数对 $R$、[Fe/H] 和 $\alpha$ 元素的依赖，为化学演化模型提供了定量目标，也是对盘星系形成流体动力学模拟的检验。我们认为，解释所观测到的双峰性可能需要盘的气体吸积、恒星形成或外流历史中一个或多个急剧转变，外加恒星星族的径向混合。