星系風(fēng)和物質(zhì)外流對(duì)星系化學(xué)演化的影響.pdf

1、星系的金屬含量與其內(nèi)部的恒星形成歷史及星系和周圍環(huán)境的相互作用密切相關(guān)，通過(guò)對(duì)星系內(nèi)金屬含量的研究，可以更好的描述星系的演化過(guò)程，并了解星系的金屬損失問(wèn)題。觀測(cè)表明，小質(zhì)量星系(自轉(zhuǎn)速度小于約125 km s﹣1)的金屬豐度與其質(zhì)量之間存在著緊密的相關(guān)性，且這些星系中重元素的有效產(chǎn)額均小于實(shí)際產(chǎn)額，而對(duì)于大質(zhì)量星系(自轉(zhuǎn)速度大于約125 km s﹣1)其金屬豐度幾乎為一常數(shù)。傳統(tǒng)的閉合模型對(duì)這一現(xiàn)象并不能作出很好的解釋。目前的觀點(diǎn)普遍認(rèn)

2、為：由于大質(zhì)量星系的勢(shì)阱深，不易拋出物質(zhì)，因而不存在金屬損失問(wèn)題，而小質(zhì)量的星系由于勢(shì)阱淺，容易拋出富含金屬的氣體，導(dǎo)致觀測(cè)上的金屬豐度較低。本文從這一觀點(diǎn)出發(fā)，利用盤狀星系形成模型(Mo etal．1998[19])和星系的物質(zhì)外流模型(Shu et al．2005[20])，比較了星系中星系風(fēng)的速度和物質(zhì)逃逸星系束縛所需要的逃逸速度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：星系中的物質(zhì)損失存在一個(gè)臨界值，即大約在100到150 km s﹣1之間。這一范圍與觀測(cè)到

3、的星系自轉(zhuǎn)速度與金屬豐度關(guān)系中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)125 km s﹣1基本一致。這表明對(duì)于自轉(zhuǎn)速度大于125 km s—1的星系，由于勢(shì)阱深，物質(zhì)不易逃離星系，因而能維持較高的金屬豐度，而對(duì)于自轉(zhuǎn)速度小于125 km s﹣1的星系，星系風(fēng)能帶走大量的金屬，導(dǎo)致星系金屬度降低，且勢(shì)阱越淺損失金屬越多，星系的金屬豐度越小。此外，我們嘗試在星系演化閉合模型的基礎(chǔ)上，引入一定形式的外流，即星系的物質(zhì)外流率與恒星形成率成正比，與星系自轉(zhuǎn)速度的平方成反比，由此