星系质量-金属丰度关系的起源与演化
星系天体物理
2016-01-27 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们利用来自真实环境反馈(Feedback in Realistic Environment, FIRE)项目的高分辨率宇宙学zoom-in模拟，研究z=0-6的星系质量-金属丰度关系(MZR)。这些模拟包含多相星际介质(ISM)、恒星形成和恒星反馈的显式模型。模拟覆盖z=0时晕质量 Mhalo=10^9-10^13 Msun 和恒星质量 Mstar=10^4-10^11 Msun，并已被证明能产生z=0-6的许多观测星系性质。我们的模拟首次与z=0-3观测到的广泛星系质量范围内的质量-金属丰度关系相当吻合。我们预测了z=0-6的MZR演化：对于气体相和恒星金属丰度，分别为 log(Zgas/Zsun)=12+log(O/H)-9.0=0.35[log(Mstar/Msun)-10]+0.93 exp(-0.43 z)-1.05 和 log(Zstar/Zsun)=[Fe/H]-0.2=0.40[log(Mstar/Msun)-10]+0.67 exp(-0.50 z)-1.04。我们的模拟表明，MZR的演化与不同红移下恒星/气体质量分数的演化相关，指示了恒星质量、气体质量和金属丰度之间存在普适金属丰度关系。在我们的模拟中，Mstar=10^6 Msun 以上的星系能够将其大部分金属保留在晕内，因为富金属风未能完全逃逸并被回收到星系中。这解决了“子网格”风模型（和半解析模型）与观测之间长期存在的差异，其中常见的子网格模型无法同时重现MZR和恒星质量函数。
引用
@article{arxiv.1504.02097,
title = {The Origin and Evolution of the Galaxy Mass-Metallicity Relation},
author = {Xiangcheng Ma and Philip F. Hopkins and Claude-Andre Faucher-Giguere and Nick Zolman and Alexander L. Muratov and Dusan Keres and Eliot Quataert},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.02097},
year = {2016}
}
备注
17 pages, 14 figures, re-submitted to MNRAS after revisions on referee comments