星系恒星形成历史的三维解析：CALIFA 视角

我们利用 CALIFA 积分场巡天数据，空间分辨地解析了 300 个邻近星系的恒星形成历史，以研究：a) 当前恒星种群属性随哈勃类型的径向结构和梯度；b) 星系恒星质量和恒星质量面密度在控制球状体和星系盘的恒星形成历史及金属丰度增富中的作用。我们应用基于光谱合成技术的化石记录方法，恢复了质量范围从 10$^9$ 到 7$\times$10$^{11}$ M$_{\odot}$ 的球状体和螺旋星系的恒星种群属性的时空分辨图。我们将恒星质量面密度 ($\mu_{*}$)、恒星消光 (A$_{V}$)、光度加权年龄 ($\langle$ log age $\rangle_{L}$) 和质量加权金属丰度 ($\langle$ log Z/Z$_{\odot}$$\rangle_{M}$) 的个体径向剖面按七种星系形态分类（E, S0, Sa, Sb, Sbc, Sc 和 Sd）进行堆叠。所有这些属性均显示出负梯度，这是大质量星系由内向外生长的迹象。然而，梯度以不同方式依赖于哈勃类型。对于相同质量的星系，E 和 S0 星系显示出最大的 $\mu_{*}$ 内部梯度；而类仙女座星系（Sb，log M$_{*}$(M$_{\odot}$) $\sim$ 11）显示出最大的内部年龄和金属丰度梯度。平均而言，螺旋星系的恒星金属丰度梯度约为每半光半径 -0.1 dex，这与 CALIFA 估算的电离气体氧丰度梯度一致。我们推导出了全局（由 M$_{*}$ 驱动）和局部（由 $\mu_{*}$ 驱动）的恒星金属丰度关系。我们发现，在星系盘中，恒星质量面密度调节恒星金属丰度；而在球状体中，星系恒星质量主导了恒星形成和化学增富的物理过程。