M33极外盘的恒星形成历史

盘星系的外部区域正日益被认为是检验盘组装与演化模型的关键场所。重要的问题包括这些区域中大部分恒星形成的时期，以及盘如何随时间径向增长。为了解决这些问题，我们利用哈勃空间望远镜先进巡天相机成像研究了沿M33北主轴方向、距离分别为9.1和11.6 kpc的两个区域的恒星形成历史（SFH）。这些区域位于约4和5个V波段盘标长处，并跨越了M33表面亮度轮廓的拐点。颜色-星等图（CMDs）达到了信噪比约为5的古老主序拐点。通过对CMDs的详细建模，我们发现两个区域合并后的大部分恒星形成于z < 1。内部区域S1的平均年龄约为3 +/- 1 Gyr，平均金属丰度为[M/H] ~ -0.5 +/- 0.2 dex。S1的恒星形成历史明确揭示了先前在M33内盘直至约6 kpc处测量到的由内向外增长如何延伸至约9 kpc的盘边缘。相比之下，外部区域S2更古老（平均年龄约7 +/- 2 Gyr），更贫金属（平均[M/H] ~ -0.8 +/- 0.3 dex），且包含的恒星质量少约30倍。这些结果提供了迄今为止最令人信服的证据，表明M33的年龄梯度在盘拐点附近的大半径处发生反转，且这种反转伴随着恒星质量面密度的拐点。我们讨论了这种行为的几种可能解释，包括径向恒星混合、气态盘翘曲、恒星形成效率的改变，以及向另一个结构组分的转变。这些结果提供了迄今为止任何盘星系外围区域最详细的视图之一，并为外盘最后一个主要恒星形成期提供了急需的观测约束。