M31 远外盘的恒星形成历史与尘埃含量

我们对位于距 M31 中心 26 kpc（约 5 个标度长度）的两个视场进行了详细分析。一个视场采样长轴方向上的星族——即外盘视场（Outer Disc field），而另一个视场偏移约 18' 并采样恒星盘的翘曲（Warp）。基于 HST/ACS 成像的 CMD 达到了年老的主序拐点（约 12.5 Gyr）。我们将 CMD 拟合技术应用于 Warp 视场以重建其恒星形成历史（SFH）。我们发现，在大约 4.5 Gyr 前经历了大致恒定的恒星形成之后，其活动迅速下降，随后出现了约 1.5 Gyr 的沉寂期，紧接着是一次持续 1.5 Gyr 的强烈爆发，该爆发贡献了该视场总恒星质量的 25%。这次爆发似乎伴随着金属丰度的下降，这可能是贫金属气体流入的特征。爆发的起始时间（约 3 Gyr 前）与详细的 N 体模拟预测的 M31 与 M33 最近一次近距离交会的时间相吻合，且可能是由这一事件触发的。我们重新处理了 Barker et al. (2011) 的 M33 深层外盘视场数据，以便比较一致导出的 SFH。这揭示了一次相似持续时间的爆发，且与 M31 Warp 视场中观测到的爆发完全同期，进一步支持了相互作用假说。复杂的 SFH 和平滑变化的年龄-金属丰度关系表明，在这两个星系远外盘中观测到的星族主要是在原地形成的，而非从较小的星系中心半径处迁移而来。影响外盘视场 CMD 的强烈差异红化阻碍了 SFH 的推导。相反，我们量化了这种红化，发现尘埃的精细尺度分布精确地遵循了 HI 气体的分布。这表明 M31 的外部 HI 盘包含大量尘埃，因此暗示这些区域存在显著的金属富集，这与我们从 CMD 分析中得出的推论一致。