IllustrisTNG中质量-金属丰度关系的演化
星系天体物理
2019-05-15 v1
摘要
星系及其金属含量的协同演化是星系反馈模型的重要测试。我们分析了IllustrisTNG模拟套件中金属的分布和演化，重点关注气相质量-金属丰度关系（MZR）。我们发现IllustrisTNG模型在红移范围0<z<2和质量范围10^9 < M_*/M_⊙ < 10^{10.5}内大体上重现了MZR的斜率和归一化演化。我们对高红移（2<z<10）星系的金属含量做出预测，其特征是金属丰度归一化逐渐下降，平均高红移（z>2）演化由d log(Z)/dz ≈ -0.064拟合。我们的模拟表明星际介质（ISM）的金属保留效率很低：绝大多数气相金属（z=0时约85%）位于ISM之外，要么在延伸气体盘、星系际介质，要么在晕外。然而，模拟MZR归一化的红移演化是由高红移星系较高的气体分数驱动的，而非金属保留效率的变化。模拟MZR中的散射与系统的气体质量或恒星形成率存在明显相关性，与观测到的基本金属丰度关系一致。MZR的散射是由富集主导和吸积主导的金属丰度演化时期之间的竞争驱动的。我们预期虽然MZR的归一化随红移下降，但在固定恒星质量下金属丰度与气体质量之间相关性的强度不是红移的强函数。我们的结果表明，“调节器”风格的模型最适合同时解释MZR的形状、红移演化以及围绕MZR的气体分数相关散射的存在。
引用
@article{arxiv.1711.05261,
title = {The evolution of the mass-metallicity relation in IllustrisTNG},
author = {Paul Torrey and Mark Vogelsberger and Federico Marinacci and Rüdgier Pakmor and Volker Springel and Dylan Nelson and Jill Naiman and Annalisa Pillepich and Shy Genel and Rainer Weinberger and Lars Hernquist},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.05261},
year = {2019}
}
备注
21 pages, 13 figures, submitted to MNRAS; The IllustrisTNG project website can be found at http://www.tng-project.org/