双增落模型重审:来自 3 万+ 银河化学演化模型和机器学习的制约
星系天体物理
2025-12-10 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
我们采用在 OMEGA++ 代码中实现的双增落银河化学演化(GCE)框架,约束银河系盘旋带的形成历史。我们恢复出的最佳情景显示,盘旋带通过一次快速的早期爆发性星形成(t1 ~ 0.1Gyr,tau1 ~ 0.09Gyr,星形成效率(SFE)~ 3Gyr^-1)随后是一次延迟且质量较小的第二次增落(t2 ~ 5.1Gyr,tau2 ~ 1.7Gyr,sigma2 ~ 0.69)。本模型采用来自现代星体网格的质量-和金属化学度依赖的核合产物,并通过混合遗传算法配合 MCMC 精炼,探索增落时序、星形成效率、质量分区、IMF 最高质量和 SN Ia 正规化因子等广泛的 GCE 参数空间。后续增落具有降低的星形成效率(Delta SFE ~ 0.72),再现银河系盘旋带金属分布函数(MDF)的金属丰富峰值以及 [Fe/H] 较高处 [alpha/Fe] 的下降。我们的模型自然偏好 Joyce et al. (2023) 的年龄-金属化学关系,而非 Bensby et al. (2017) 中的年龄。退化性和主成分分析表明,增落历史、SFE 和质量分区高度呈共线 — 银河系观测到的 MDF、丰度趋势和年龄分布仅约束其组合,而不能单独约束每个参数。结果支持盘旋带的复合起源 — 经典坍塌构建质量主体,而需加入较年轻的成分以匹配后期丰度阶段。
引用
@article{arxiv.2512.08090,
title = {The Two-Infall Model Revisited: Constraints on Milky Way Bulge Assembly from >30,000 Galactic Chemical Evolution Models and Machine Learning},
author = {Niall Miller and Meridith Joyce and Christian I. Johnson and Jamie Tayar and Thomas Trueman and R Michael Rich},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.08090},
year = {2025}
}
备注
24 pages, 10 Figures. Submitted to ApJ. Comments and feedback welcome