基于疏散星团高分辨率光谱的银河系金属丰度梯度演化

疏散星团为研究银河系中多种元素径向金属丰度梯度的时间演化提供了独特可能，因为它们在年龄和银心距上跨越了很大的区间，且这两个量的测定比场星更精确。我们通过将45个疏散星团样本所追踪的经验梯度与银河系化学演化模型进行比较，重新探讨了银河系金属丰度梯度及其时间演化问题。与以往类似研究不同，我们从文献中仅收集了基于高分辨率光谱得出的丰度。这些星团的距离范围为 $7 < RGC<22$ kpc，年龄从 $\sim 30$ Myr 到 11 Gyr。我们还考虑了 $\alpha$ 元素 Si、Ca、Ti 以及铁峰元素 Cr 和 Ni。铁峰元素和 $\alpha$ 元素的数据表明，在 R_GC<12$kpc 范围内存在陡峭的金属丰度梯度，而在更大半径处存在一个平台。金属丰度分布的时间演化特征是所有半径处的金属丰度均匀增加，同时保持了梯度的形状，并有微弱证据表明在 7-12 kpc 径向范围内梯度随时间变平。我们的模型能够再现金属丰度梯度及其演化的主要特征，其中采用了随半径指数下降的内落规律，并在太阳半径处具有约 8 Gyr 的坍缩时标。这导致了内部区域（即$R_{\rm GC}\lesssim 12$ kpc，我们将其与晕坍缩形成盘的早期阶段相关联）的快速坍缩，以及外部区域单位面积物质以恒定速率随时间的缓慢流入。