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恒星基本金属丰度关系:恒星质量、恒星形成率与恒星金属丰度之间的相关性

星系天体物理 2024-01-18 v1

摘要

我们提出了恒星基本金属丰度关系(FMR)的观测证据,即星系恒星质量、恒星形成率(SFR)与光加权恒星金属丰度之间的平滑关系(类似于已确立的气相 FMR)。我们使用灵活的非参数软件 pPXF,同时重构了来自本地 MaNGA 巡天代表性星系样本的恒星形成和化学增丰历史。我们发现:(i) 单个星系的金属丰度随宇宙时间增加;(ii) 在所有恒星质量下,从主序(MS)上方的星暴区向 MS 下方的被动星系移动,星系的金属丰度逐渐升高,展现了恒星 FMR。这些发现与 IllustrisTNG 的理论预期定性一致,我们在其中发现了质量加权恒星 FMR。当用 M/ReM_{*}/R_{\rm e}ReR_{\rm e} 为有效半径)替代恒星质量 MM_{*} 时,散布减小,这与先前使用速度弥散 σe\sigma_{\rm e}(与 M/ReM_{*}/R_{\rm e} 相关)的结果一致。我们的结果指向饥饿效应是星系熄灭的主要物理过程,表明来自星系际/星系周介质的贫气气体吸积——或其缺失——通过同时塑造星系恒星形成和金属丰度演化,在星系演化中发挥了重要作用,而外流起次要作用。通过进一步发现仅追踪过去 300 Myr 内形成的恒星群体的年轻恒星 FMR,这一解释得到了支持。这表明气态星际介质和恒星群体化学成分的紧密共同演化,其中气相 FMR 在宇宙时间尺度上持续印刻在恒星上。

关键词

引用

@article{arxiv.2401.08769,
  title  = {The stellar Fundamental Metallicity Relation: the correlation between stellar mass, star-formation rate and stellar metallicity},
  author = {Tobias J. Looser and Francesco D'Eugenio and Joanna M. Piotrowska and Francesco Belfiore and Roberto Maiolino and Michele Cappellari and William M. Baker and Sandro Tacchella},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2401.08769},
  year   = {2024}
}