星系盘的金属丰度:内落与外流
天体物理学
2009-11-11 v1
摘要
气体吸积(内落)和风(外流)都会改变星系的金属丰度和气体比例,降低有效产额。在旋转速度<120 km/s的星系中观测到的低有效产额,被广泛解释为在特征星系质量以下启动了超新星驱动的风,但气体吸积也是一个可行的解释。然而,本文提出的计算证明:(1)富金属外流是唯一能显著降低有效产额的机制,但仅适用于富气体系统;(2)几乎不可能降低贫气体系统的有效产额,无论损失或吸积了多少气体;(3)任何后续的恒星形成都会将有效产额推回封闭箱模型值。因此,只有恒星形成率低的富气体系统(如矮不规则星系)才能产生并维持低有效产额,而大质量贫气体星系则永远无法表现出低有效产额,即使在经历了大量内落和/或外流之后。因此,在低质量星系中观测到的有效产额下降,更可能归因于星系的面密度完全低于Kennicutt恒星形成阈值,而非超新星驱动风的启动。额外的计算证实,通过风损失的 baryonic 质量比例随星系质量的变化很弱,在任何质量尺度上都没有急剧上升,并且不需要任何质量的星系损失超过15%的 baryons。因此,超新星反馈不太可能有效移除低质量盘星系中的大量气体。此外,金属损失与星系质量之间的依赖性足够弱,以至于大质量星系主导了星系际介质的金属增丰。本文中的计算为任意化学演化历史提供了极限情况,如附录中所证明。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0608590,
title = {The Metallicity of Galaxy Disks: Infall versus Outflow},
author = {J. J. Dalcanton},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0608590},
year = {2009}
}
备注
22 pages, including 10 figures; Accepted to the Astrophysical Journal