The mass-metallicity relation of SDSS quasars
活动星系核（AGN）的光度与金属丰度之间存在明显的相关关系（L_AGN-Z_AGN关系）。这种相关性的起源尚不清楚。它可能是由黑洞质量（M_BH）与金属丰度之间的关系，或由吸积率（L/L_Edd）与金属丰度之间的关系得出的。为了研究L_AGN-Z_AGN关系的起源，我们使用了Sloan数字巡天的2383个2.3 < z < 3.0的类星体的光谱。利用该数据集，我们构造了M_BH和L/L_Edd区间内33个子样本的合成谱。从这些复合光谱中，我们测量了对宽线区域（BLR）的金属丰度敏感的发射线通量比;具体地，NV/CIV、NV/HeII、（SiIV+OIV]）/CIV和Al III/CIV。我们发现M_BH和Z_BLR之间存在着显著的相关性，这可以从所有四个金属敏感的发射线通量比推断出来。这一结果有力地表明，所观测到的L_AGN-Z_AGN关系主要是M_BH-Z_AGN关系的结果。M_BH和Z_BLR之间的关系可能是M_BH-M_bul关系和宿主星系质量-金属丰度关系的结果。我们还发现L/L_Edd与涉及NV的发射线通量比（更具体地，NV/CIV和NV/HeII）相关，而它与其他两个金属丰度敏感的发射线通量比（即，(SiIV+OIV]）/CIV和Al III/CIV。这些相关性表明，涉及NV的发射线通量比取决于金属丰度和氮的相对丰度。我们认为，L/L_Edd和那些涉及氮的谱线比值之间的…
2010-11-26 astro-ph.CO
On the origin of the mass-metallicity gradient relation in the local Universe
除了众所周知的气相质量-金属丰度关系（MZR），最近的空间分辨观测表明，本地星系也服从质量-金属丰度梯度关系（MZGR），金属丰度梯度可以随星系质量系统地变化。在这项工作中，我们使用我们最近开发的分析模型的金属丰度分布在星系盘，其中包括广泛的物理过程-径向平流，金属扩散，宇宙吸积，和金属富集流出-同时分析MZR和MZGR。我们表明，相同的物理原理支配着两者的形状：中心峰值的金属产生有利于更陡的梯度，而这种陡峭化被贫金属气体的添加所稀释，这些气体是由低质量星系的向内平流和宇宙学吸积提供的。大质量星系。的MZR和MZGR都弯曲星系恒星质量$\sim 10^{10} - 10^{10.5}\,\rm{M_{\odot}}$，我们表明，这一功能对应于星系的过渡，从对流为主的吸积为主的制度。我们还发现，MZR和MZGR强烈表明，低质量星系优先失去金属夹带在他们的星系风。虽然这种金属富集的星系外流是至关重要的复制MZR和MZGR在低质量端，我们表明，无论其风的性质，在大规模星系的梯度变平。
2021-09-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gas accretion as the origin of chemical abundance gradients in distant galaxies
最近有人提出，早期宇宙中的星系可以通过冷气体的吸积而成长，这可能是恒星形成和恒星质量增长的主要驱动力。由于冷气体基本上是原始的，它具有非常低的丰度比氦重的元素（金属丰度）。当它以漏斗状流向星系中心时，它将导致中心气体的金属丰度比远离中心的气体低，因为更远的气体已经被超新星和恒星风富集，而不是被原始气体稀释。在这里，我们报告的化学丰度在三个旋转支持恒星形成星系在z~3，只有2 Gyr后大爆炸。我们发现一个“逆”的梯度，与中央，恒星形成区域具有较低的金属丰度比不太活跃的，相反的是在本地星系中看到的。我们的结论是，中心气体已被稀释的原始气体的吸积，预测的“冷流”模型。
2010-10-21 astro-ph.CO
The Origin and Evolution of the Galaxy Mass-Metallicity Relation
我们使用高分辨率宇宙学放大模拟的反馈在现实环境（FIRE）项目研究星系质量金属丰度关系（MZR）从z=0-6。这些模拟包括多相ISM，恒星形成和恒星反馈的显式模型。这些模拟涵盖了z=0时晕质量Mhalo=10^9-10^13 Msun和恒星质量Mstar=10^4-10^11 Msun，并且已经证明在z=0-6时产生了许多观测到的星系性质。这是第一次，我们的模拟符合相当好的观察到的质量-金属丰度关系在z=0-3的范围广泛的星系质量。我们预测，在z=0-6范围内，气相和恒星金属丰度的MZR演化分别为log（Zgas/Zsun）=12+log（O/H）-9.0 = 0.35 [log（Mstar/Msun）-10]+0.93 exp（-0.43 z）-1.05和log（Zstar/Zsun）=[Fe/H]-0.2 = 0.40 [log（Mstar/Msun）-10]+0.67 exp（-0.50 z）-1.04。我们的模拟表明，MZR的演变与恒星/气体质量分数在不同的红移的演变，表明恒星质量，气体质量和金属丰度之间存在着普遍的金属丰度关系。在我们的模拟中，Mstar=10^6 Msun以上的星系能够将大部分金属保留在晕内，因为富含金属的风无法完全逃逸，并被回收到星系中。这解决了长期存在的“子网格”风模型（和半解析模型）和观测之间的差异，其中常见的子网格模型不能同时再现MZR和恒星质量…
2015-10-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
The origin of dispersion in DLA metallicities
最近的阻尼Ly-alpha吸收体（DLAs）的化学丰度测量揭示了其金属度的内在分散性，约为0.5 dex到z~5。为了探索这种散射的起源，我们建立了一个半解析模型，该模型可以追踪宇宙中具有不同平均密度的小区域中星际物质的化学演化，从过密区域到欠密区域。我们发现，在这些地区，即晕丰度，质量和恒星含量的结构形成的不同的历史，反映在原星系的化学性质，特别是DLAs。我们计算平均金属性红移的关系，并表明，金属性分散所产生的这种环境效应的金额为~0.25德克斯，是一个重要的贡献者所观察到的整体内在的散射。
2015-06-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Revisiting the origin of the high metallicities of sub-damped Lyman-alpha systems
亚阻尼莱曼-α系统（sub-DLAs）以前被发现表现出比经典阻尼莱曼-α系统（DLAs）更陡峭的金属丰度演化，演化到接近太阳金属丰度z~1。从17个亚DLA的新的高分辨率光谱中，我们将z<1.7的[Fe/H]测量次数增加了25%，并编制了迄今为止最完整的亚DLA和DLA丰度的文献样本。我们发现，子DLAs确实比DLAs更富含金属，但仅在z<1.7时;子DLAs和DLAs在z>1.7时的金属丰度分布在统计学上是一致的。我们还提出了第一个证据表明，子DLAs遵循速度宽度金属丰度相关性在相同的速度范围内的DLAs，但这种关系是抵消更高的金属丰度比DLA的关系。在这些结果的基础上，我们重新审视了以前的解释，即在亚DLAs中观察到的系统性较高的金属丰度表明宿主星系的质量较高。我们讨论了这种解释遇到的各种问题，并得出结论，在一般情况下，子DLAs不是唯一的大规模星系的同义词。我们排除了与物理相关的偏差来源（灰尘，环境，电离效应），并研究与低红移子DLAs的选择和分析相关的系统学。我们认为，在z<1.7的亚DLAs的高金属丰度驱动了明显陡峭的演化，这可能是由于大多数低红移亚DLAs基于其高MgII等效宽度的选择。
2009-04-16 astro-ph.CO
Metallicity evolution, metallicity gradients and gas fractions at z~3.4
我们利用AMAZE和LSD计划的近红外积分场光谱观测，对40个恒星形成星系样本中3<z<5（其中大部分在z~3.4）的金属丰度进行了约束。我们利用强发射线诊断来测量金属丰度。我们发现，在z~3.4的恒星形成星系中，有相当一部分偏离了基本金属丰度关系（FMR），其金属丰度比FMR预期的低10倍。这种偏离与星系的动力学性质或相互作用的存在无关。为了更详细地调查金属丰度偏差的起源，我们还通过反演施密特-肯尼库特关系来推断气体含量的信息。与最近的CO观测数据相一致，我们发现，与0<z<2时的急剧上升趋势相反，大质量星系中的气体分数保持不变，在2<z<3.5时略有下降。结合金属丰度信息，我们推断，要解释z~3.4星系中的低金属丰度和气体含量，需要突出的流出和大量的原始气体流入。在10个星系中，我们也可以空间分辨金属丰度分布。我们发现，金属丰度一般与恒星形成的分布和气体表面密度有关。我们讨论了这些发现的原始气体流入的中心，和流出的金属丰富的气体从中心向外部地区。（节录）
2014-11-17 astro-ph.CO
The Connection between Star Formation and Metallicity Evolution in Barred Spiral Galaxies
我们对棒盘星系进行了一系列的化学动力学模拟。我们的目标是确定负责增加中央气相金属丰度和中央SFR中观察到的SDSS的物理过程。我们定义了一个2kpc直径的中心孔径近似的综合光谱光纤测量从SDSS。在这个中心区域内观察到的化学演化关键取决于棒和孔的相对大小，其随时间强烈地演化。在t~0.5Gyr时，形成了一个强棒状，其长度远大于2kpc口径。恒星和气体失去角动量，沿着拉长的轨道运行，导致中心区域和周围区域之间的气体强烈混合。在接下来的1.5Gyr期间，气体的轨道显著收缩，直到整个气体棒包含在2kpc的孔径中，导致气体净流量进入中心区域。在此期间，中心区域的金属丰度稳步增加，这种富集是由流入中心区域的富金属气体所主导的。因此，这项工作的主要结果是，观察到的富集在棒星系的中心是不占主导地位的恒星在中心形成的就地富集。相反，恒星的形成是沿着棒的整个长度发生的，其中大部分最初发生在2kpc孔径之外。大约50%的金属最终在中心区域起源于这个延长的棒长恒星形成，但由于角动量的损失流入中心区域。我们的结论是，有没有中央SFR和中央金属丰度之间的直接联系。中心金属丰度并不完全来自中心恒星。相反，全球SFR（特别是沿着酒吧）和大规模的富集气体流发挥了重要作用。
2013-02-25 astro-ph.CO
Is there a metallicity gradient in the LMC?
根据OGLEIII调查数据，建立了LMC RR Lyonian变量平均周期的一个小但显著的径向梯度。这被解释为金属丰度梯度，但其他可能性进行了讨论。大麦哲伦星云中C型和M型AGB星的光度比率数据，由M-R提供。L. Cioni，重新分析。消除偏见的影响会导致与原始结论截然不同的结论。在大麦哲伦星云的内部，C/M比值有一个微小的梯度，这可能是由于一个非常小的平均金属丰度梯度。在LMC的外部，C/M比急剧下降。最可能的原因是，较老恒星的比例在外部区域增加。平均金属丰度的内部AGB恒星人口估计的C/M比低于中间年龄的LMC集群，并建议，这个人口是在平均年龄比集群，并有一个平均年龄落在LMC集群年龄差距。
2010-08-13 astro-ph.CO
Formation and fate of low metallicity stars in IllustrisTNG50
低金属丰度恒星会产生独特的壮观瞬变现象，对理解恒星演化具有重要意义。它们的重要性只会随着最近对恒星质量黑洞合并的探测而进一步增长，这些黑洞可能主要起源于低金属丰度的祖先系统。此外，低金属量恒星的形成与星系演化有着错综复杂的联系，特别是与早期的富集和后来的吸积以及低金属量气体的混合有关。由于低金属量恒星难以直接观测，宇宙学模拟对于理解它们的形成至关重要。在这里，我们使用高分辨率TNG 50磁流体动力学宇宙学模拟来量化低金属丰度恒星形成的速率和位置，并研究低金属丰度恒星最终在$z=0$的位置。我们发现，具有$Z_*<0.1\,\mathrm{Z_\odot}$的恒星的$20\%$在$z=2$之后形成，并且这样的恒星今天仍然在$z=0$的所有质量的星系中形成。此外，在$z=0$，大多数低金属量恒星都位于大质量星系中。我们分析了低金属丰度恒星形成的径向分布，并讨论了TNG 50中7个星系即使在$z=0$也能从原始气体形成恒星的奇怪情况。
2022-03-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
N-body models of globular clusters: metallicity, half-light radii and mass-to-light ratios
大小差异接近。在球状星团的红色（富金属）和蓝色（贫金属）子群体之间观察到20%的差异，这引起了一个持续的争论，即这些差异是来自投影效应还是金属丰度的差异。我们提出了直接N体模拟的富金属和贫金属的恒星星族演化研究金属丰度对集群演化的影响。该模型开始与N = 100000恒星，包括原始的二进制。我们还考虑了与金属丰度相关的恒星演化和外部潮汐场。我们发现这些模型的半质量半径没有显着差异，表明集群结构相似。然而，利用观测工具来拟合半光（或有效）半径证实，与恒星演化相关的金属丰度效应与质量分离等动力学效应相结合，产生了平均17%的表观尺寸差异。金属丰度对整个星系团光度的影响也导致富金属星系团的质光比更高。
2012-08-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
The stellar accretion origin of stellar population gradients in massive galaxies at large radii
利用$6 \times 10^{12} M_{\odot} < M_{\mathrm{halo}} < 2 \times 10^{13}M_{\odot}$对大半径星系晕进行了10次宇宙学变焦模拟，研究了大半径星系中从$z=2$到$z=0$的恒星星族梯度演化.模拟遵循SNII，SNIa和AGB风的金属冷却和浓缩。我们探讨的差异影响的经验模型的星系风再现质量金属丰度的关系和它的红移的演变。在较大的半径的星系，这两个模型，成为更占主导地位的恒星吸积从卫星星系的主要和次要的合并。在风模型中，吸积的恒星较少，但它们的金属含量明显更低，导致全球金属丰度（$\langle \nabla Z_{\mathrm{stars}} \rangle= -0.35$ dex/dex）和颜色（例如$\langle \nabla g-r \rangle = -0.13$ dex/dex）梯度与观测结果一致。相比之下，没有风的模型的颜色和金属丰度梯度与观测结果不一致。年龄梯度一般在$z=0$（$\langle \nabla Age_{\mathrm{stars}} \rangle= 0.04$ dex/dex）处为轻度正，在较高红移处模型之间存在显著差异。我们表明，对于风模型，恒星吸积是陡峭的现有的原位金属丰度梯度约0.2德克斯的今天，并有助于匹配观测到的大规模早期型星系在大半径的梯度。颜色和金属丰度梯度是显着…
2015-02-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gamma Ray Burst and star formation rates: The physical origin for the redshift evolution of their ratio
伽马射线暴（GRB）和高红移星系是宇宙恒星形成历史的互补探测器。事实上，GRB速率和星系光度密度都与潜在的恒星形成有关。在这里，我们结合了恒星形成模型的星系光度函数的演变，从z=0到z=10与金属依赖的效率GRB形成，同时预测共动GRB率。我们的模型揭示了伽玛暴速率和由光度密度导出的恒星形成速率之间的经验关系的物理起源：Rgrb（z）= ε（z）* SFR_{obs}（z），其中ε（z）（1+z）^{1.2}。当z<4时，金属丰度演化对γ暴效率的影响占主导地位。我们的最佳拟合模型只需要对低金属丰度有适度的偏好，即log（Z/Zsun）<-3时每单位恒星质量的GRB率比log（Z/Zsun）>0时高出约4倍。在log（Z/Zsun）>0时完全抑制GRB形成的模型是不受欢迎的。在z>4时，大部分恒星形成发生在低金属含量的宿主中，每单位恒星质量的GRB产生效率接近饱和。然而，在同一时期，由于通量限制，星系巡天错过了预测光度密度的越来越多的部分，与从较低z的经验幂律拟合相比，推动了ε（z）的加速演化。我们的发现与在z>5的超深成像中未检测到GRB宿主一致，并且指向当前在z>8的星系调查仅观察到总光度密度的顶部15- 20%。
2013-07-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Red vs. Blue: How metallicity shapes black hole dynamics and mergers in dense star clusters
University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；Adler Planetarium（阿德勒天文馆）；Northwestern University（西北大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
通过蒙特卡罗模拟研究金属丰度对致密星团中黑洞质量函数、并合率及延迟时间分布的影响，发现高金属丰度星团可产生与GW241011和GW241110一致的低质量层级并合事件。
2026-06-24 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Probing baryonic processes and gastrophysics in the formation of the Milky Way dwarf satellites: I. metallicity distribution properties
本文研究了类MW主星系周围矮卫星星的化学性质，探讨了超新星反馈、宇宙再电离和H $_2$冷却等重子过程对它们的可能影响，以及当前和未来的观测对这些过程的制约。我们用半解析模型生成类MW星系，用基准模型再现类MW矮星的光度函数和恒星金属丰度-恒星质量关联。利用模拟的类MW星系，我们重点研究了它们的矮星的三个金属丰度性质：矮星群体的恒星金属丰度-恒星质量相关，以及单个矮星中恒星金属丰度分布的贫金属和富金属尾。结果表明：（1）恒星金属丰度-质量关联的斜率对SN反馈强度和再电离时期敏感，（2）富金属尾的延伸主要对SN反馈强度敏感，（3）贫金属尾的延伸主要对再电离时期敏感，（4）富金属尾的延伸主要对SN反馈强度敏感，（5）贫金属尾的延伸主要对再电离时期敏感。（4）三种化学性质对H $_2$冷却过程均不敏感;和（5）我们的模型结果与当前恒星金属丰度观测斜率的比较--恒星质量关系表明，局部宇宙的再电离早于宇宙平均值，局部源可能对局部区域的再电离有重要贡献，并且中等到强的SN反馈强度是优选的。未来对恒星金属丰度分布的富金属和贫金属尾部的观测将进一步限制SN反馈和再电离过程。
2014-06-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
The metallicity's fundamental dependence on both local and global galactic quantities
本文研究了kpc尺度上的局部成星星系中气相金属丰度、恒星质量面密度（$Σ_*$）、恒星形成速率面密度（$Σ_{SFR}$）和分子气体面密度（$Σ_{H_2}$）之间的标度关系。我们采用光学积分场光谱的MANGA调查，和ALMA数据的一个子集的MANGA星系。我们使用偏相关系数和随机森林回归，以确定相对重要性的本地和全球银河系的属性设置气相金属丰度。我们发现，当地的金属丰度主要取决于$Σ_*$（解决的质量-金属丰度关系，rMZR），并有一个次要的反相关与$Σ_{SFR}$（即空间分辨版本的“基本金属丰度”，rFMR）。我们发现，$Σ_{H_2}$是不太重要的比$Σ_{SFR}$在确定当地的金属丰度。这一结果表明，气体吸积，导致局部金属丰度稀释和局部恒星形成的助推，是不太可能的rFMR的主要来源。局部金属丰度还取决于星系的整体性质。我们发现一个强烈的依赖于总恒星质量（$M_*$）和较弱的（逆）依赖于总SFR。因此，全球金属丰度标度关系并不简单地源于它们的对应关系;全球性质和过程，如全球引力势阱、星系尺度风和全球金属再分配/混合，除了当地的生产和保留外，可能还有助于当地的金属丰度。
2022-12-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
SDSS-IV MaNGA: Modelling the metallicity gradients of gas and stars - radially dependent metal outflow vs IMF
在我们以前的工作中，我们发现，只有两个方案是能够再现所观察到的综合质量金属丰度关系的气体和恒星成分的本地恒星形成星系同时。一种情况调用了一个依赖于时间的金属流出负荷因子，在早期有更强的流出。另一种情况是使用依赖于时间的IMF斜率，在早期IMF更陡。在这项工作中，我们扩展我们的研究，调查气体和恒星金属丰度的径向配置文件在本地恒星形成星系使用空间分辨光谱数据从SDSS-IV的MANGA调查。我们发现，大多数星系的气体和恒星金属丰度都呈现负梯度，而恒星金属丰度的梯度更陡。恒星的金属丰度梯度往往是质量相关的，在更大质量的星系中，梯度更陡，而气体金属丰度梯度没有明显的质量依赖性。然后，我们比较的气体和恒星金属丰度的径向分布的化学演化模型的预测的意见。我们确认，在我们以前的工作中提出的两个方案也需要解释的金属丰度梯度。基于这两个方案，我们成功地再现了气体金属丰度，恒星金属丰度，恒星质量表面密度，和恒星形成率（SFR）表面密度的径向配置文件同时。恒星金属丰度负梯度的起源是由径向依赖的金属外流或IMF斜率驱动的。相比之下，气体金属丰度的径向依赖性是较少的约束，因为模型参数的简并。
2018-02-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evolution of Galaxy Star Formation and Metallicity: Impact on Double Compact Objects Mergers
我们研究了不同的星系统计和经验的金属丰度标度关系的合并率和紧凑的对象二进制文件的属性的影响。首先，我们分析了使用恒星形成率函数或恒星质量函数作为星系统计量来计算宇宙恒星形成率密度的异同。然后，我们研究了采用基本金属丰度关系或经典的质量金属丰度关系来分配具有给定性质的星系的金属丰度的效果。我们发现，当利用基本金属丰度关系，大部分的恒星形成发生在相对较高的金属丰度，甚至在高红移;相反的情况下，当采用质量金属丰度关系，因为在这种情况下，大多数恒星形成的金属丰度强烈减少与红移。我们讨论了产生这种差异的各种原因和可能的偏见。最后，我们表明，这些不同的天体物理处方的合并率和紧凑的对象二进制的属性的影响，具体而言，我们目前的结果红移相关的合并率和啁啾的质量和时间延迟分布的合并二进制。
2020-12-04 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
The Dependence of the Galactic Star Formation Laws on Metallicity
我们描述的结果从半分析模型的恒星形成的原星团不同的金属丰度。在这个模型中，重力约束的核心均匀地形成在块体中，遵循规定的每单位时间的核心形成效率。经过相当于自由落体时间几倍的收缩时间后，核心坍缩成恒星并填充IMF。来自新形成的OB星的反馈以恒星风的形式被考虑在内。当风的有效能量与系统的引力能之比达到1时，气体从团块中被移除，核心和恒星的形成被淬灭。辐射驱动风的功率对金属丰度有很强的依赖性，并且随着金属丰度的增加而增加。因此，在高金属量模型中，恒星的风会导致原星团中气体的快速疏散，并降低恒星形成的效率，与低金属量模型相比。在这个模型中，我们导出了单位时间内与金属丰度相关的恒星形成效率作为气体表面密度σ_g的函数。这与分子气体分数相结合，以获得对Sigma_g的依赖性的表面密度的恒星形成Sigma_SFR。这种反馈调节的恒星形成模型再现了很好的观察到的恒星形成的法律在星系中延伸从低气体表面密度的星爆制度。此外，结果表明，在整个气体表面密度范围内，Sigma_SFR对金属丰度的依赖性，也可以解释观测中的部分散射。
2011-09-27 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
Gravitational-Wave Background from Binary Mergers and Metallicity Evolution of Galaxies
研究了双黑洞合并速率和引力波背景能量密度的宇宙学演化。为了评估黑洞形成速率对红移的依赖性，假设黑洞起源于低金属丰度恒星，并将恒星形成速率、金属丰度和星系质量之间的关系与每个红移处的恒星质量函数相结合.结果表明，当GW背景的能量密度与局部宇宙的合并率成比例时，比例因子不依赖于BH形成的临界金属丰度。考虑到双星中子星合并的情况，我们构造了一个简单的GW背景能谱公式。本地合并率和GW背景的能量密度之间的关系将通过未来GW观测来检验。
2016-11-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
