Supernova Feedback in Molecular Clouds: Global Evolution and Dynamics
我们使用磁流体动力学模拟收敛温暖的中性介质流分析的形成和全球性的磁化和湍流分子云的大质量恒星超新星反馈的演变。我们表明,超新星反馈本身不能破坏整个,引力约束,分子云,但能够分散小尺寸(~10 pc)的地区的时间尺度小于1万年。超新星遗迹的有效辐射冷却以及周围气体的强烈压缩导致来自超新星的非持久性能量和动量输入。然而,如果后续超新星之间的时间很短,并且它们聚集在一起,就会形成大的热气泡,分散母云的更大区域。在较长的时间尺度上,超新星反馈增加了中等温度(T~300-3000 K)的气体量。尽管超新星反馈无法破坏分子云,但它在恒星形成过程中留下了强烈的印记。我们发现恒星形成效率总体降低了2倍,恒星形成率降低了2-4倍。
2016-03-31 astro-ph.GA
Metallicity Gradients in Modern Cosmological Simulations II: The Role of Bursty Versus Smooth Feedback at High-Redshift
University of Virginia(弗吉尼亚大学);Virginia Institute for Theoretical Astronomy, University of Virginia(弗吉尼亚大学理论天体物理研究所);Max Planck Institut für Astrophysik(马克斯·普朗克天体物理学研究所);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Philipps Universität Marburg(马尔堡菲利普斯大学);Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge(剑桥大学卡弗里宇宙学研究所);Cavendish Laboratory, University of Cambridge(剑桥大学卡文迪许实验室)
研究通过不同反馈模式的模拟探讨高红移下金属丰度梯度形成机制,发现爆发式反馈使梯度更平缓,而平滑反馈保持陡峭梯度,观测显示多数梯度可能由爆发式反馈主导。
2026-04-07 astro-ph.GA
Supernova feedback and the energy deposition in molecular clouds
来自超新星的反馈通常被认为是限制恒星形成的重要过程,从星系中移除气体,因此是星系形成的决定性过程。在这里,我们报告的数值模拟调查超新星爆炸和出生分子云之间的相互作用。我们还考虑了有和没有以前的反馈的情况下,从高质量的恒星的电离辐射和恒星风的形式。超新星能够找到云中的薄弱点,并创造出可以逃逸的通道,使大部分屏蔽良好的云基本上不受影响。当通道由于先前恒星反馈的影响而预先存在时,这种效应会增加。膨胀的超新星将其能量沉积在这些暴露通道中的气体中,因此当反馈已经发生时,会扫过更少的质量,从而导致更快的流出,辐射损失更少。超新星爆炸的全部影响能够影响它所在的星系的更大尺度。我们的结论是,超新星爆炸只有适度的影响,其密集的出生环境,但与预先存在的反馈,超新星的能量效应能够逃脱,并影响更广泛的规模介质的星系。
2020-02-12 astro-ph.GA
Feedback in Clouds II: UV Photoionisation and the first supernova in a massive cloud
分子云的结构受到恒星反馈的各种形式的调节。两个最重要的反馈过程是紫外光电离和来自大质量恒星的超新星。然而,云对这些过程的精确响应以及它们之间的相互作用仍然是一个悬而未决的问题。特别是,我们希望知道在什么条件下云可以被反馈分散,这反过来又可以给我们关于反馈如何调节云内恒星形成的提示。我们进行了一套辐射磁流体动力学模拟的10^5太阳质量云与嵌入源的电离辐射和超新星,包括多个超新星和超超新星模型。一个相当于星云质量10%的紫外线源需要驱散星云,这表明恒星形成效率应该在10%左右。单个超新星无法显着影响云的演变。然而,高能超新星和多颗超新星能够为云增加大量的动量,每10^{51}尔格的超新星能量大约有10^{43} g cm/s的动量。这是在其他工作中估计的较低范围内,因为仍然嵌入HII区域内的致密气体团导致超新星爆炸中的快速冷却。我们认为,超新星本身是无法调节恒星形成的分子云,并认为强大的前超新星反馈是必要的,让超新星爆炸波有效地传播到星际介质
2016-07-19 astro-ph.GA
Stellar Populations in type Ia supernova host galaxies at intermediate-high redshift: Star formation and metallicity enrichment histories
我们提出了一个总结我们的项目,研究星系托管Ia型超新星(SN Ia)在不同的红移。我们提出了大加那利望远镜(GTC)光谱的六个SN Ia宿主星系在红移$z\sim 0.4-0.5$。它们加入了一组中高红移的Ia型超新星宿主星系,其中包括来自SDSS和COSMOS巡天的星系。最后的样本,在选择星系光谱的信噪比和其他特征,包括680个星系的红移范围$0.04 < z < 1$。我们执行逆恒星星族合成的代码{ \sc fado},估计这组星系的恒星形成和富集的历史,同时获得它们的平均恒星年龄和金属丰度和恒星质量。在分析了这些特征之间的相关性后,我们寻找哈勃图残差和超新星特征(光度,颜色和强度参数)对这些恒星参数的可能依赖关系。我们发现哈勃残差对恒星金属丰度有明显的依赖性,当用对数尺度表示时,斜率为-0.061\,mag\,dex $^{-1}$,$\log{ \langle Z_{M}/Z_{\odot}\rangle }$ .这一结果支持了我们以前从本地和SDSS调查星系的气体氧丰度获得的发现。与文献中使用恒星金属丰度的其他工作相比,我们发现了类似的值,但具有更高的精度和更好的显著性(2.08 vs $\sim$ 1.1),这是由于我们样本的对象数量更多,红移范围更广。
2022-09-21 astro-ph.GA
HII Region Metallicity Constraints Near the Site of the Strongly Lensed Supernova "SN Refsdal" at Redshift 1.49
我们目前的本地HII区域附近的网站最近发现的多透镜超新星(SN;“SN Refsdal”)在红移1.49的金属丰度。“SN Refsdal”位于透镜星系的外旋臂($\sim$ 7 kpc),我们以前曾报道过它表现出陡峭的负银河系中心金属丰度梯度。基于我们更新的近红外积分场光谱数据,气相金属丰度平均在$\sim$ 550 pc的内禀半径周围的HII区域$\sim$ 200 pc远离SN网站是12 + log(O/H)$_{\rm PP04N2}$ $\le$ 8.67。在与“SN Refsdal”相似的银河系中心距离($\sim$ 5-7 kpc)的9个HII区域的平均金属丰度被限制为12 + log(O/H)$_{\rm PP04N2}$ $\le$ 8.11。由于“SN Refsdal”的偶然发现,在一个有利的透镜面对螺旋,这是第一个观测约束的本地金属环境的SN网站在红移$z>1$。
2015-03-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Spatially Resolved Gas-phase Metallicity in FIRE-2 Dwarfs: Late-Time Evolution of Metallicity Relations in Simulations with Feedback and Mergers
我们提出了一个空间分辨气相金属丰度关系的分析在五个矮星系($M_{halo} \approx 10^{11} M_\odot$,$M_\star \approx 10^{8.8}-10^{9.6} M_\odot$)从消防2(反馈在现实环境中)宇宙放大模拟套件,其中包括一个明确的模型,亚网格湍流混合气体中的金属,近$z\approx 0$,超过1.4 Gyrs,并比较我们的研究结果与观测。虽然这些矮星系代表了一个不同的样本,我们发现,所有模拟的星系匹配所观察到的质量金属丰度(MZR)和质量金属丰度梯度(MZGR)的关系。我们注意到,在所有五个星系中,星际介质(ISM)相位之间的金属丰度实际上是相同的,95 $\%$在各个ISM相位之间的$\pm$ 0.1 dex范围内,包括冷气体和稠密气体($T < 500$ K和$n_{\rm H} > 1$ cm $^{-3}$),电离气体(靠近H $α$ $T \approx 10^4$ K山脊线)和星云区域(电离气体,1000万年平均恒星形成率不为零)。我们发现,大部分的相对金属丰度之间的分散冷和致密的气体和电离气体/星云区域可以归因于本地星暴事件或金属贫流入。我们还注意到,在我们的星系之一,m11 e的主要合并的存在下,在空间分辨地图的金属丰度分布的重大影响,显示出两个强大的金属丰度峰值,并触发在主星系的星暴。
2022-04-13 astro-ph.GA
A Photometric Analysis of the Relationship Between Type Ia Supernova UV Flux and Host Galaxy Metallicity
Ia型超新星(SNe Ia)的母星金属丰度的影响具有重要的宇宙学意义,因为需要在大的宇宙时间跨度内比较这些可测量的蜡烛,其中母星可能具有不同的性质。关于金属丰度差异影响的波长范围,理论模型得出了不同的结论,导致对紫外线观测样本的不同解释。最近的工作声称,从雨燕棱镜光谱测量的超新星Ia的中紫外线通量与其宿主星系的气相金属丰度之间存在相关性。在这里,我们检查紫外光度相同的对象。我们没有发现显着的相关性之间的紫外光学颜色(或紫外/光学计数率比)的超新星Ia和宿主星系的质量或金属丰度的属性。缺乏一个显着的相关性与宿主星系金属丰度意味着另一个物理差异以外的祖先金属丰度占主导地位的紫外线通量的差异。我们不再受到缺乏紫外线观测的限制。相反,理解现有的观测结果需要改进的理论模型和更大的物理差异参数空间。
2019-09-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Efficient early stellar feedback can suppress galactic outflows by reducing supernova clustering
我们提出了一套新的恒星反馈模型,实现了移动网格代码Arepo,设计用于星系形成模拟与近秒差距(或更好)的分辨率。这些措施包括明确采样的恒星从国际货币基金组织,允许反馈被链接到个人的大质量恒星,改进的方法H II地区的建模,光电加热从空间变化的FUV场和超新星反馈。为了研究不同反馈通道的非线性耦合,我们对32个孤立的$M_\mathrm{vir} = 10^{10}\,\mathrm{M_\odot}$星系进行了模拟,重子质量分辨率为$20\,\mathrm{M_\odot}$。我们发现,光电离和超新星反馈都能够独立地调节恒星形成到同一水平,而光电加热是低效的。光致电离产生的恒星形成历史比超新星要平滑得多。当所有的反馈通道相结合,恒星形成率的额外抑制是轻微的。然而,相对于只模拟超新星,外流率大大降低。我们表明,这是直接造成的抑制超新星集群的光电离反馈,破坏恒星形成云之前的第一个超新星。我们表明,我们的结果是强大的变化,我们的恒星形成处方,反馈模型和气体部分的磁盘。我们的研究结果还意味着,恒星形成的突发性和流出的质量负载可能会被高估,如果采用的恒星粒子质量是相当大的比单个恒星的质量,因为这规定了一个最小的集群大小。
2021-08-20 astro-ph.GA
Semi-analytic galaxies -- III. The impact of supernova feedback on the mass-metallicity relation
利用星系形成和演化的半解析模型SAG和MULTIDARK模拟MDPL 2,研究了星系的恒星质量-气体金属丰度关系MZR的演化.我们测试了几个实现的质量负载的依赖性,由于超新星(SNe)。我们发现,没有得到的MZR的归一化的演变,除非我们引入一个明确的标度的再加热和喷射的质量与红移为$(1+z)^β$。后者与FIRE模拟的结果一致,它应该包括随时间变化的星际介质的小尺度特性,这些特性在SAM中没有被捕获,以及除了SNe之外的其他能源。增加$β$导致MZR归一化的更强演变; $β= 1.9$在$0 < z < 3.5$范围内再现观察到的MZR。一个较强的红移依赖外流减少了恒星形成的水平,在较早的时代,随之而来的减少金属生产。这导致气体金属丰度的增加比恒星质量的增加要慢。冷气体可以通过直接注入由恒星风和SNe回收的材料或通过气体冷却而被污染。对于一个给定的恒星质量,每一个过程的相对作用取决于用来调节再循环物质命运的标准。然而,修改流出的金属负载对零点演变有轻微的影响,并不影响我们的结论。
2018-08-28 astro-ph.GA
Supernova Feedback on the Interstellar Medium and Star Formation
超新星是能量最大的恒星事件,它通过气体动力学和能量学影响着星际介质。因此,两者都对恒星的形成产生积极和消极的影响。在本文中,我们回顾了研究的复杂性的发展,旨在了解超新星及其释放的热气与恒星形成的分子云之间的交换。本文从分析研究出发,研究了超新星从超泡尺度反馈到星系结构的数值模型。我们还讨论了恒星形成和超新星能量转移效率的参数化。由于从星际介质到星系的演化模型有很多,并且应用了这些参数的多种配方,因此这里只能讨论一些有代表性的研究。
2010-12-19 astro-ph.GA
Supernovae and photoionizing feedback in spiral arm molecular clouds
我们探讨超新星和它们的祖先在恒星形成区的电离辐射之间的相互作用。这些恒星反馈过程的相对贡献还没有得到很好的理解,特别是在大于单个恒星形成云的尺度上。我们主要关注它们如何影响星际介质。我们重新模拟了先前工作中包含光电离和超新星的500 pc^2区域。在1000万年的时间里,该地区发生了500多颗超新星。超新星遗迹在没有早期光电离的情况下冷却得非常快,但当光电离存在时,会形成更大更球形的热泡。总的来说,光致电离对气体形态和恒星形成的位置有更大的影响。然而,这两个过程是可比的,当看它们对速度分散的影响。当结合起来,这两个反馈过程增加的速度分散超过其部分的总和,特别是在5 pc以上的规模。
2022-04-26 astro-ph.GA
Not So Heavy Metal I: Low Metallicity Enhances the Rate of high-redshift Superluminous Supernovae
University of Minnesota(明尼苏达大学);Northwestern University(西北大学);Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所)
本研究提出新理论框架,结合金属丰度标度关系与恒星质量分布,预测低金属丰度使高红移超亮超新星发生率提升近一个数量级,影响未来巡天探测。
2026-10-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Suppression of globular cluster formation in metal-poor gas clouds by Lyman-alpha radiation feedback
研究了Ly $α$辐射反馈对球状星团(GC)形成的影响.在这封信中,我们解析地推导了在Ly $α$辐射反馈下球形云中恒星形成效率(SFE)与金属丰度之间的关系。我们的模型表明,随着金属丰度的降低,SFE变小。在贫金属气体云中,Ly $α$光子被长时间捕获,并对气体施加强辐射力,导致恒星形成受到抑制。我们发现,在初始质量为$10^5~{\rm M}_\odot$,半径为5 pc的情况下,只有当金属丰度大于$\sim 10^{-2.5}~Z_{\odot}$时,才能形成束缚星团(SFE $\gtrsim$ 0.5)。我们的模型成功地再现了所观察到的GC金属丰度的下限。因此,我们认为,赖氨酸$α$辐射反馈可以理解GC的形成是必不可少的。
2018-01-31 astro-ph.GA
Cosmological Galaxy Evolution with Superbubble Feedback II: The Limits of Supernovae
我们探索超新星何时可以(不能)调节恒星的形成和星系的基础上的样本18个模拟星系的隆起的增长。模拟包括关键物理,如蒸发和传导,在以前的工作中被忽视,并需要正确建模由恒星反馈产生的超级气泡。我们表明,对于具有维里质量$>10^{12}\;M_\odot$的星系,超新星本身不能阻止过多的恒星形成。这种故障是由于银河风的关闭而发生的,风的质量载荷从$η\sim10$下降到$η<1$。在更大质量的系统中,这种重子向环星系介质的转移在早期就开始动摇,星系与观测到的星系标度关系和形态显著不同。效率降低仅仅是由于防止气体逸出的加深的潜在井。这意味着非超新星反馈机制必须成为主导的星系与恒星质量大于$\sim4\times10^{10}\;M_\odot$。与黑洞增长密切相关的中央恒星核球的失控增长表明,来自活动星系核的反馈是可能的机制。在这个质量以下,超新星本身就能够产生真实的恒星质量分数,恒星形成历史和圆盘形态。
2016-04-29 astro-ph.GA
Metallicity Estimation of Core-Collapse Supernova HII Regions in Galaxies within 30 Mpc
本文介绍了在30 Mpc的光度距离内对核塌缩超新星(SNe)的局部HII环境金属丰度进行测量。在艾萨克牛顿望远镜上观测到76个目标,使用N2和O3 N2强发射线方法可以测量65个目标的环境金属丰度。Ib型和Ic型SNe的环境金属丰度的累积分布函数(CDF)比IIP型更倾向于高金属丰度,但Ic型也存在于低金属丰度,而Ib型则不存在。Ib型的频率分布比Ic和IIP分布窄(标准差$\sim$ 0.06 dex)(标准差$\sim$ 0.15 dex),这为大质量单祖星的存在提供了一些证据; Ic型的低金属丰度意味着大部分的致密双星祖星。然而,Kolmogorov-Smirnov检验和Anderson-Darling检验均表明三种SN类型的局部金属丰度差异无统计学意义。蒙特卡罗模拟揭示了这些测试的不确定性的派生金属丰度的强烈敏感性。鉴于强排放方法的不确定性,测试的适用性似乎有限。我们使用Galbany等人(2018)的Ib/Ic/IIP型SN样本数据扩展了我们的分析。使用他们的样本创建的CDF非常好地证实了我们的CDF。结合我们的样本和Galbany等人(2018)的样本进行的统计检验表明,Ib型和IIP型之间存在显著差异,它们来自同一亲本群体的概率<5%。
2022-03-28 astro-ph.GA
Supernova-driven turbulent metal mixing in high redshift galactic disks: metallicity fluctuations in the interstellar medium and its imprints on metal poor stars in the Milky Way
在超新星(SN)反复注入新鲜金属的情况下,湍流混合气体的程度可能有助于对当地恒星形成条件提供重要的限制。这包括对贫金属恒星之间金属丰度分散的预测,这表明星际介质在早期并没有很好地混合。这封{ \it信}的目的是通过一系列数值实验,帮助分离出调节星系盘中SN元素湍流混合的一些关键过程。我们研究气体相互作用的小模拟补丁的星系盘的目标是解决在pc尺度的小尺度混合效应的金属,这使我们能够测量在各种星系环境中的湍流扩散系数。通过研究这些模拟中$α$元素的变化统计,我们不仅能够得到限制SN爆炸中的内禀产额变化的允许范围,而且对银河系的恒星形成历史。我们认为,所观察到的分散的[Mg/Fe]在贫金属晕星是兼容的恒星形成的条件,预计在矮卫星或早期低恒星形成银河系的祖先。特别是,没有相位混合的恒星中的金属变化可以用来推断被破坏的矮卫星的恒星形成条件。
2022-09-12 astro-ph.GA
Metallicity profiles of Ultra Diffuse Galaxies in NIHAO simulations
超新星反馈驱动膨胀已被证明是一种可行的机制来解释超漫射星系(UDG)的平均性质,如大小,颜色,质量和内部运动学。在这里,我们探索的反馈驱动的模拟UDG从NIHAO项目的恒星金属丰度梯度的起源,并将它们与观测到的分布的金属丰度梯度的本群矮星,以及最近观察到的UDG DF44。模拟的UDG显示了各种各样的金属丰度分布,显示出从平到负的梯度,类似于在LG矮星中观察到的,而DF44数据表明从平到正的梯度。模拟中的各种金属丰度梯度是由恒星形成发生的半径和随后的超新星反馈驱动的恒星重新分布之间的相互作用设定的:旋转支持的系统往往具有平坦的金属丰度轮廓,而色散支持的星系则显示出负的和陡峭的轮廓。我们的研究结果表明,UDG是不是奇特的,在什么方面,他们的金属丰度梯度相比,定期矮星。理想的情况是,在未来可以获得更大的UDG梯度观测样本,以检验我们的预测。
2022-06-21 astro-ph.GA
Spectrum of the Supernova Relic Neutrino Background and Metallicity Evolution of Galaxies
计算了过去恒星坍缩(包括黑洞形成)中超新星遗迹中微子(SRN)背景谱。在星系金属丰度演化的基础上,考虑了黑洞形成率与红移的关系。假设失败的超新星祖先的质量和金属丰度的范围内,它们对SRN的贡献是定量估计的第一次。利用该模型,研究了宇宙星形成率密度、激波恢复时间和状态方程对SRN的影响。激波恢复时间作为一个参数,应取决于仍然未知的核心坍缩超新星的爆炸机制。研究了超新星破裂对状态方程的依赖性,超新星的坍缩动力学和中微子发射都受到影响。研究发现,SRN的低能谱主要由宇宙恒星形成率密度决定。这些低能量事件将在超级神冈实验中观察到钆负载水。
2015-03-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Joint r-Process Enrichment by Supernovae with a Metallicity Threshold and Neutron Star Mergers
本研究提出r过程超新星在低金属丰度阈值下消失,与中子星并合共同解释[Eu/Fe]拐点特征,并指出NSM贡献对矮星系早期Eu增丰至关重要。
2024-04-17 astro-ph.GA
Osaka Feedback Model II: Modeling Supernova Feedback Based on High-Resolution Simulations
超新星反馈(SNe)是星系生长的一种重要机制,在星系形成模拟中需要更好的超新星反馈模型。在本文的第一部分中,我们使用一个欧拉流体动力学程序Athena++,当动量和时间被壳层形成时的动量和时间标度时,我们发现了超气泡动量和半径随时间演化的普遍标度关系。在本文的第二部分中,我们开发了一个SN反馈模型的基础上雅典娜++模拟结果利用Voronoi镶嵌周围的每个恒星粒子,并实现到GADGET 3-大坂光滑粒子流体动力学代码。我们的反馈模型被证明是各向同性和保守的能量和动量。我们研究了质量/能量/金属负载因素,发现我们的随机热反馈模型产生的银河外流,携带金属高以上的银道面,但与弱抑制恒星形成。额外的机械反馈进一步抑制了恒星的形成,并使模拟结果与Kennicutt-Schmidt关系的观测结果更好地吻合,所有结果都在观测数据的不确定性范围内。我们认为,热和机械反馈是必要的星系演化的SN反馈模型时,一个单独的SN泡是未解决的。
2022-07-26 astro-ph.GA
Metallicity Measurements of Gamma-Ray Burst and Supernova Explosion Sites: Lessons from HII regions in M31
我们研究了如何小尺度($<$ \,kpc)变化的金属丰度在一个星系内,这是在附近的星系中发现的,影响的观测估计的金属丰度在爆炸现场的瞬态事件,如核心坍缩超新星(CC SNe)和伽马射线暴(GRB)。假设\ion{H}{ii} \区域(以下简称HIIR)的亮度、金属丰度和空间分布与M31中观测到的相同,我们计算出当目标区域的光谱与周围HIIR的光谱在典型空间分辨率的长度尺度内混合时,我们将获得的表观金属丰度。当光谱学的空间分辨率为$\lesssim$ 0. 5\,kpc时,我们发现表观金属丰度反映了目标区域的金属丰度,但在某些情况下存在显著的系统不确定性。当空间分辨率为$\gtrsim$ 1.0 kpc时,无论目标区域(其金属丰度范围很宽,M31 HIIR的金属丰度范围为$\sim$ 0.6 dex)如何,我们总是获得与M31 HIIR的平均金属丰度相似的表观金属丰度。考虑到用$\gtrsim$ \,kpc尺度分辨率测量的表观金属丰度并不一定反映恒星爆炸的直接环境,目前对某些长GRB宿主星系的高金属丰度的观测估计不排除长GRB只诞生于低金属丰度环境的假设。
2015-02-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
The history of stellar metallicity in a simulated disc galaxy
我们探索模拟星系中恒星的化学分布。使用相同的初始条件,但有两个不同的反馈方案(MUGS和MaGICC)的模拟,我们研究的年龄-金属丰度关系(AMR)的功能,和三维年龄-金属丰度-[O/Fe]分布,无论是作为一个整体的星系和分解成盘,凸起,晕,和卫星。MUGS模拟使用传统的超新星反馈,充满了化学亚结构。这个子结构是缺席的MaGICC模拟,其中包括早期反馈的恒星风,修改IMF和更有效的反馈。下部结构数量减少的原因是MaGICC几乎完全没有卫星。我们确定了一个显着的分离之间的凸起和光盘AMR,其中凸起是相当多的金属丰富,在任何给定的时间比光盘的金属丰度较小的传播。然而,我们的研究结果表明,在观测中识别子结构需要精确的年龄分辨率,大约为0.25 Gyr。某些卫星在AMR中显示出奇异的特征,甚至形成了一个金属含量增加的“”形,然后急剧下降,这与近着丝粒通道相对应。这一事实,以及在给定的金属丰度下恒星年龄的巨大差异,使金属丰度作为年龄指标的使用受到影响,尽管α丰度在早期提供了一个更可靠的时钟。这也可能会影响算法,用于重建恒星形成的历史,从解决恒星星族,其中经常假设一个单调增加的AMR。
2015-12-08 astro-ph.GA
The impact of pre-supernova feedback and its dependence on environment
积分场单元能够对整个附近星系的大量恒星形成区域进行解析研究,提供关于气体转化为恒星的洞察力,以及在空间尺度、恒星形成区域属性和环境方面前所未有的动态范围内新兴恒星星族的反馈。我们使用VLT/MUSE遗留的数据集,覆盖中央$35$弧分钟$^{2}$(${\sim}12$千秒差距$^{2}$)附近的星系NGC 300的量化的影响,恒星反馈作为当地的银河系环境的函数。我们从树状图中识别的发射线区域提取光谱,结合发射线比率和线宽来区分HII区域,行星状星云和超新星遗迹,并计算它们的电离气体性质,气相氧丰度和反馈相关的压力项。对于HII区域,我们发现直接辐射压力($P_\mathrm{dir}$)和电离气体压力($P_{HII}$)朝着更大的银河系中心半径,即沿着星系的(负)丰度和(正)消光梯度微弱地增加。虽然随着银河中心半径的增加,$P_{HII}$可能是由于更高的光子通量较低的金属量恒星星族,我们发现,增加的$P_\mathrm{dir}$可能是由更高的光子通量和增强的尘埃含量在较大的银河中心半径的组合驱动。鉴于上述情况,我们研究了在较大的银河系中心距离(较低的金属丰度和增加的尘埃质量表面密度)增加超新星前反馈对ISM的影响,发现较低金属丰度的超新星扩展到较低密度的环境中,从而增强了超新星反馈的影响。
2021-09-17 astro-ph.GA
Escape fraction of ionizing photons during reionization: effects due to supernova feedback and runaway OB stars
从星系逃逸到星系际介质中的氢电离光子的比例是再电离理论中的一个关键组成部分。我们使用两个放大的,高分辨率(4 pc),宇宙学辐射流体动力学模拟与自适应网格细化研究两种物理机制(超新星反馈和失控OB星)的逃逸分数(f_esc)在再电离时期(z>7)的影响。我们实现了一个新的,物理动机的超新星反馈模型,可以近似Sedov解决方案在所有阶段(从自由膨胀到扫雪机)。我们发现,有一个显着的时间延迟约1000万年之间的恒星形成的峰值和逃逸分数,由于时间的积累和随后的恒星形成云的超新星反馈破坏。因此,在质量为10^8-10^10.5兆太阳的晕中,矮星系的光子数加权平均逃逸分数约为<fesc>11%,尽管当恒星形成受到超新星爆炸强烈调制时,f_esc>20%的瞬时值是常见的。我们发现,包含失控OB星增加了22%至14%的平均逃逸分数<fesc>。由于逃逸OB星产生的超新星往往发生在密度较低的环境中,与没有逃逸OB星的模型相比,在Mvir>10^9 Msun的晕中,反馈效应得到增强,恒星形成被进一步抑制。虽然我们的两个模型都产生了足够的电离光子,以维持一个完全电离的宇宙在z>7的观察,更高数量的电离光子在z>9似乎有必要容纳高观测电子光学深度推断从宇宙微波背景观测。
2014-05-03 astro-ph.GA
Supernovae feedback propagation: the role of turbulence
模拟超新星(SN)气泡的传播,在能量,动量和空间范围,是至关重要的模拟星系演化,不捕捉这些尺度。迄今为止,SN反馈的小尺度模型预测上述量的演变可以仅由周围气体的平均量(例如密度)参数化。然而,这些研究大多忽略了这种介质的湍流运动。在本文中,我们研究的传播和演化的湍流环境中的SNe。我们确认,注入的能量和动量的时间演化的平均密度可以表征。然而,星际介质密度结构的细节对气泡的空间范围起着至关重要的作用,即使在给定的平均密度下。我们表明,SN气泡的球对称模型不建模以及它们的空间范围,因此不能用于设计亚网格模型的SNe反馈在银河系和宇宙尺度。
2019-03-08 astro-ph.GA
Radiative Supernova Remnants and Supernova Feedback
超新星爆发是通过动量输入调节星系中恒星形成的主要反馈机制。我们回顾了在银河系辐射阶段的SNRs观测,以验证单个SN爆炸的动量/能量注入的理论结果。对于七个SNR,我们可以观察到快速膨胀,原子辐射壳层,我们表明,壳动量推断HI 21厘米线观测的范围是(0.5--4.5)$\times 10^5$ $M_\odot$ km s $^{-1}$。在两个SNR(W 44和IC 443),冲击分子气体的动量与原子SNR壳层已被观察到。我们比较的动量和动能/热能,这七个SNR的结果从一维和三维数值模拟。基于观测的动量和动能符合预期的动量/能量输入从SN爆炸的$\sim 10^{51}$ erg。然而,由于辐射SNR中热/冷界面处的快速冷却和复杂物理,使用热能的数据/模型比较来约束初始爆炸能量要困难得多。我们讨论了观测和理论的不确定性,这些全球性的参数和爆炸能量估计信噪比在复杂的环境。
2020-11-12 astro-ph.GA
The combined effect of AGN and supernovae feedback in launching massive molecular outflows in high-redshift galaxies
我们最近改进了我们的活动星系核(AGN)模型,将超大质量黑洞(SMBH)附加到大质量核星团(NSC)上。在这里,我们研究了这种新模型在大规模的,富含气体的星系与几个不同的反馈配方与流体动力学代码RAMSES模拟的影响。这些模拟与没有任何反馈的参考模拟进行了比较,在参考模拟中,冷却晕气体在恒星形成的爆发中迅速消耗。在强烈的超新星反馈存在下,我们观察到星系喷泉的形成,它在较长的时间内调节恒星的形成,但不会停止它。如果只考虑AGN反馈,一旦SMBH达到临界质量,就会发射出强烈的热气体流出,阻止冷却的晕气体到达盘,从而有效地停止恒星的形成,导致所谓的“淬火”。如果这两种反馈机制同时起作用,我们观察到一种非线性耦合,在这个意义上说,在超新星驱动的星系喷泉中的致密气体是由活动星系核驱动的热外流推动的,其半径比没有活动星系核的大得多。我们认为,这些特殊的外流能够解开致密气体从星系晕,感谢SN和AGN反馈的综合作用。我们推测,这种机制发生在SMBH的快速增长阶段结束时,是在许多大质量高红移星系中观察到的致密分子外流的起源。
2018-01-24 astro-ph.GA
Evolutionary models of red supergiants: Evidence for a metallicity-dependent mixing length and implications for Type IIP supernova progenitors
最近对局域宇宙中红超巨星(RSG)温度的研究为RSG模型提供了一个很好的观测约束。我们校准混合长度参数通过比较模型预测与经验RSG温度在小和大麦云,银河系,和M31,这是推断从TiO带和光谱能量分布(SED)。虽然我们的RSG模型是用MESA程序计算的,但我们的结果也可以应用到其他恒星演化程序中,包括BEC和TWIN程序。我们发现的证据表明,混合长度的增加与金属含量的增加,在这两种情况下,TiO和SED温度的RSG用于校准。加上Tayar等人最近在低质量红巨星中发现的类似相关性,这意味着混合长度的金属丰度依赖性是低质量和高质量后主序星的普遍特征。我们的结果意味着,典型的IIP型超新星(SN IIP)的祖先与初始质量的$\sim 10 - 16~M_\odot$有一个半径范围为$400 R_\odot \lesssim R \lesssim 800 R_\odot$,无论金属丰度。作为本研究的辅助结果,我们发现,对于给定的初始质量的SN IIP祖先的富氢信封质量被预测为在很大程度上是独立的金属丰度,如果采用勒杜标准与慢反矢量,而史瓦西模型预测系统更大质量的富氢信封较低的金属丰度。
2017-11-09 astro-ph.GA astro-ph.SR
MASCOT: Molecular gas depletion times and metallicity gradients -- evidence for feedback in quenching active galaxies
我们目前的结果,从第一次公开数据发布的MANGA-ARO调查CO目标(MASCOT),集中我们的研究星系的恒星形成率和恒星质量的地方,他们的山脊下的恒星形成的主要序列。在光学选择的2型活动星系核/衬里/复合材料,我们发现气相金属丰度梯度$\nabla Z$和全球分子气体耗尽时间$t_\mathrm{dep} = M_{H_2}$ /SFR之间的经验关系与“更淬灭”的系统显示平坦/正梯度。我们的研究结果是基于O3 N2金属丰度诊断(适用于恒星形成区域内的一个给定的星系),这是最近提出的,也是强大的对发射的扩散电离气体(DIG)和低电离核发射区(LINERS)。我们进行了系统的调查可能的驱动程序所观察到的$\nabla Z$ - $t_\mathrm{dep}$关系(外流,气体吸积,在原位恒星形成,合并,和形态)。我们发现$\nabla Z$或$t_\mathrm{dep}$和集中外流强度跟踪的[OIII]速度加宽之间的强关系。我们还发现了被抑制的恒星形成的签名在外围活动星系核的星系长耗尽时间和增强的金属在外部地区。我们没有发现流入的金属丰度梯度的影响的证据,我们的研究结果都没有发现合并活动或形态显着影响。因此,我们的结论是,所观察到的$\nabla Z$ - $t_\mathrm{dep}$关系可能源于通过弱反馈的金属再分配的组合,并通过一个解决的质量-金属丰度-SFR关系连接到原位…
2022-11-22 astro-ph.GA
Simulations of magnetized multiphase galactic disk regulated by supernovae explosions
究竟是什么控制着银河系中的恒星形成仍然存在争议。特别是,反馈和磁场的作用仍然是部分理解。我们研究了超新星反馈和磁场对恒星形成和银盘结构的影响。我们进行数值模拟的湍流,磁化,自引力,多相,超新星调节ISM内1千秒差距分层盒。我们对超新星实施了各种方案。从以固定速率的随机分布到超新星在空间和时间上与恒星形成相关的分布。为了研究磁场对恒星形成的影响,我们进行了流体动力学和磁流体动力学模拟。我们发现超新星反馈对星系演化有很大的影响。超新星的分布起着非常重要的作用。当超新星与恒星形成事件不相关时,它们不会显着改变在没有反馈的情况下获得的非常高的恒星形成率。当超新星跟随吸积时,恒星形成率可以降低30倍。磁场也起着重要作用。它将恒星形成率降低了2-3倍,并将塌陷点的数量减少了约2倍。超新星和致密气体之间的确切相关性似乎对星系盘演化和恒星形成有重要影响。这意味着小规模的研究是必要的,以了解和量化的反馈效率。磁场通过降低恒星形成速率和恒星形成点的数量来影响星系尺度的恒星形成。
2014-05-30 astro-ph.GA
The impact of gas accretion and AGN feedback on the scatter of the mass-metallicity relation
本研究利用SDSS低红移星系样本,探究质量-金属丰度关系弥散的成因,发现低质量端弥散与气体和暗晕质量相关,高质量端则与AGN活动相关。
2023-12-26 astro-ph.GA
Metallicity Gradients in Modern Cosmological Simulations I: Tension Between Smooth Stellar Feedback Models and Observations
本文比较 EAGLE、Illustris、IllustrisTNG 和 SIMBA 中恒星形成星系的径向金属丰度梯度,发现平滑恒星反馈导致高红移负梯度过强,需更强反馈或亚网格金属扩散。
2025-07-29 astro-ph.GA
Snap, Crackle, Pop: sub-grid supernova feedback in AMR simulations of disk galaxies
我们比较了超新星(SN)反馈的自适应网格加密(AMR)模拟孤立矮星系和L-星盘星系与20-40 pc分辨率的5个亚网格模型。这些模型是热转储,随机热,“机械”(注入能量或动量取决于分辨率),动力学和延迟冷却反馈。我们专注于每个模型抑制恒星形成和产生外流的能力。我们的最高分辨率运行勉强解决了反馈事件的绝热阶段,这对应于40个SN爆炸,前三个模型产生几乎相同的结果,可能表明动力学和延迟冷却反馈收敛到错误的结果。在较低的分辨率下,所有模型都不同,热转储反馈变得低效。热转储,随机和机械反馈产生多相流出的质量加载因子$β\ll 1$,这是远远低于观察到的。对于随机反馈的情况下,我们比较出版的SPH模拟,并发现更低的流出率。动力学反馈产生快速,热流出与$β\sim 1$,但只有当风是有效的流体动力学解耦的磁盘通过使用一个大的气泡半径。延迟冷却产生寒冷,密集和缓慢的风与$β> 1$,但大量的气体占据区域的温度-密度空间的冷却时间很短。我们的结论是,要么我们的分辨率太低,以保证物理动机的模型SN反馈,反馈机制比SNe是重要的,或其他方面的星系演化,如恒星形成,需要更好的治疗。
2016-11-24 astro-ph.GA
Metallicity differences between Type IIP and stripped-envelope supernova environments
本研究通过最大光谱样本测量超新星环境金属丰度,发现Ib/Ic型比IIP型更富金属,且差异显著,表明其前身星物理性质不同。
2025-09-08 astro-ph.GA
An analytical model for galaxy metallicity: What do metallicity relations tell us about star formation and outflow?
我们开发了一个简单的分析模型,跟踪银河系的金属丰度恒星形成和反馈,以获得洞察力,从观测到的星系恒星质量金属丰度的关系在很大范围内的恒星质量和红移。该模型揭示了恒星形成和反馈过程在星系形成的以下含义。首先,观测到的金属丰度关系为局部星系的平均流出质量负荷因子提供了严格的上限,对于M_*~ 10 ^{11}Msun星系,该上限约为20,而对于M_*~10^{11}Msun星系,该上限单调减小到约1。其次,推断的流出物的质量负荷因子的上限敏感地取决于流出物是否是金属富集相对于ISM金属丰度。如果从SNe喷出的金属有一半以富含金属的风离开星系,那么任何质量的星系的流出质量加载因子都不会超过10,这对星系形成模型产生了很大的限制。第三,低质量星系相对较低的恒星相与气相金属丰度比表明,低质量星系仍在迅速丰富其金属丰度在最近的时间,而高质量星系更稳定,这似乎显示出在星系的金属丰度演化的缩小效应。本文的分析表明了精确测量星系金属丰度和不同红移下星系冷气体分数对于约束恒星形成和反馈过程的重要性,并证明了这些关系在约束星系形成物理过程中的作用。
2015-06-05 astro-ph.GA
Detailed Abundances of Two Very Metal-Poor Stars in Dwarf Galaxies
在矮球状星系(dSphs)中,大多数贫金属的恒星可以显示出一个或几个超新星的核合成模式。这些超新星的金属丰度可能为零,使得贫金属的dSph星成为与第三星族恒星最接近的幸存恒星。贫金属dSph星也有助于揭示银河系晕的形成机制。我们提出了详细的丰度从凯克/HIRES光谱两个非常贫金属的恒星在两个银河系dSphs。其中一颗在玉夫座dSph中的恒星的[Fe I/H] =-2.40。另一颗恒星位于小熊座dSph,[Fe I/H] =-3.16。这两颗恒星都落在以前发现的低金属量,高[α/Fe]高原。在这两个dSphs中,大多数贫金属恒星的丰度比与贫金属晕星基本一致。然而,钠和一些r-过程元素的丰度位于类似金属丰度的内晕星所定义的包络线的下端。我们提出超新星产额的金属丰度依赖性是原因。低质量dSphs中最早的超新星比大质量晕祖星中最早的超新星有更少的气体污染。结果表明,在-3 < [Fe/H] < -2的dSph星样品的超新星[Fe/H] <<-3,而在相同金属丰度范围的晕星样品的超新星[Fe/H] ~-3。因此,[Na/Fe]和[r/Fe]的增强被推迟到更高的金属丰度dSphs比内晕的祖先。
2012-10-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
Where Did the Outskirts Go? Outer Stellar Haloes as a Sensitive Probe of Supernova Feedback
最近Merritt等人(2020)对模拟和观测的银河系质量星系进行了比较,发现模拟和观测星系中恒星晕的外围($r>20\kpc$)之间存在显著的张力。利用蜻蜓望远镜的观测结果和来自Illustris-TNG 100项目的模拟星系,Merritt等人2020发现模拟星系中恒星晕的外围具有比观测星系更高的表面密度$1-2$ dex。在本文中,我们比较了两套15个模拟银河系的星系,每个从相同的初始条件下绘制,模拟相同的流体动力学代码,但有两个不同的模型从超新星的反馈。我们发现,MUGS模拟,使用一个较老的“延迟冷却”模型的反馈,也产生了太多的恒星质量在外围的光环,与中位数的表面密度远高于观测限制。MUGS 2模拟,而不是使用一个新的,物理动机的"超级气泡“模型的恒星反馈,有$1-2$指数较低的外部恒星晕质量和表面密度。MUGS 2模拟一般匹配的中位数表面密度分布,以及在恒星晕表面密度分布的分散观察到的恒星晕。我们的结论是,在宇宙学模拟中没有“失踪的外围”的问题,只要超新星反馈的建模方式,使其能够有效地调节恒星形成的低质量的恒星晕外围祖环境。
2022-10-27 astro-ph.GA
Bright Type IIP Supernovae in Low-Metallicity Galaxies
本文测量了低光度($M>-17$)矮宿主星系中12颗IIP型超新星(SNe II)光谱中Fe II,$λ$ 5018吸收特征的伪等效宽度。Fe II,$λ$ 5018线被认为是SN型祖星金属丰度的一个有用的诊断。我们样本中的事件是由泛星瞬变巡天(PSST)通过光度测量发现的,并由我们通过光谱进行分类。比较我们的样本24文献SNe II,我们发现,那些在低光度主机有显着较弱的Fe II功能,与概率$10^{-4}$,这两个样本是从相同的分布。由于低质量星系预计将包含较低比例的金属,我们的研究结果是一致的铁II,$λ$ 5018的金属丰度的依赖,因此支持使用这条线作为金属丰度探针,在最近的一些工作,在协议。此外,我们发现,在微弱的(低金属丰度)主机的SNe可能是更明亮的平均比那些在文献中的样本,这表明可能的物理差异类型IIP SNe在低和高金属丰度。然而,需要对宿主星系灭绝的精确测定来量化这种影响。
2018-12-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Supernova dust yields: the role of metallicity, rotation, and fallback
超新星(SNe)被认为在高红移星系的尘埃富集中起着重要作用,并且由于星际颗粒的寿命很短,在本星系的尘埃补充中起着重要作用。在这里,我们将探讨如何SN尘埃产量取决于质量,金属丰度,和祖星的旋转速率,以及爆炸的属性。为此,假设喷出物内均匀混合,我们量化的尘埃质量与祖质量$13~M_{\odot} \leq M \leq 120~M_{\odot}$,金属度$\rm -3 \leq [Fe/H] \leq 0$,旋转速率$\rm v_{\rm rot} = 0$和$300$ ~km/s的SN模型的样本产生的,爆炸与固定的能量$1.2 \times 10^{51}$ ~erg(FE模型)或校准的爆炸属性,以重现从SN观测(CE模型)推断的$\rm ^{56}Ni$ - $M$关系。我们发现,旋转有利于更有效的尘埃生产,特别是对于更大的质量,低金属量的恒星,但金属量和爆炸性能对尘埃质量及其组成的影响最大。在FE模型中,带有$M \leq 20 - 25 ~M_{\odot}$的SNe在形成粉尘方面更有效:单次爆炸中形成的$M_\odot$在0.1到1之间,当使用$\rm [Fe/H] = 0$时,其成分主要由硅酸盐、碳和磁铁矿颗粒组成,当使用$\rm [Fe/H] < 0$时,其成分主要由碳和磁铁矿颗粒组成。在CE模型中,喷出物是大量的,富含金属,粉尘的产生效率更高。尘埃质量随着$M$的增加…
2018-11-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
A metallicity study of 1987A-like supernova host galaxies
超新星(SN)1987 A的蓝超巨星(BSG)祖先的起源长期以来一直存在争议,以及其太阳下金属丰度所扮演的角色。我们现在有一个1987年的样本,类似SNe的核心崩溃(CC)的BSG。研究了已知BSG SNe爆炸地点的金属丰度,以及它们与恒星形成区的关系。介绍了13个BSG SN宿主星系的间接和直接金属丰度测量结果,并与其他CC SN类型的测量结果进行了比较。间接测量是基于已知的光度-金属丰度关系和公布的螺旋星系的金属丰度梯度。为了提供基于强线诊断的直接估计,我们获得了每个BSG SN主机在SN爆炸现场和其他HII区域的位置的光谱。连续减Ha图像使我们能够量化BSG SNe和恒星形成区域之间的关联。BSG SNe要么在低光度星系中爆炸,要么在离发光宿主核很远的地方爆炸。因此,其间接测量的金属丰度通常低于SNe IIP和Ibc。这一点得到了直接估计的证实,它显示出轻微的太阳下值(12+log(O/H)=8.3-8.4 dex),类似于SN 1987 A爆炸的大麦云云(LMC)。然而,在太阳附近发现了两个SNe(1998 A和2004 em)。SNe IIb的金属量分布与BSG SNe相似。最后,BSG SNe、SNe IIP和IIn与恒星形成区的关联是相似的。我们的研究结果表明,LMC金属丰度发挥了作用,在形成一些1987年A样SNe。这自然符合始祖一星的情况。然而,在接近太阳金属丰度…
2013-08-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Metallicity beats sSFR: The connection between superluminous supernova host galaxy environments and the importance of metallicity for their production
本研究通过分析ZTF亮瞬变巡天的33颗I型超亮超新星宿主星系环境,结合SDSS观测样本与Illustris-TNG模拟,发现低金属丰度是超亮超新星形成的最关键制约因素,打破了低金属丰度与高比恒星形成率的驱动因素简并性。
2023-07-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
A study of AGN and supernova feedback in simulations of isolated and merging disc galaxies
我们进行高分辨率的N体+SPH模拟孤立的银河星系和它们之间的主要合并,调查反馈的影响,从一个活动星系核(AGN)和超新星对星系的演化。几个AGN的方法从文献中独立使用,并结合超新星反馈隔离这些反馈过程中最重要的因素。我们发现,在孤立星系中,超新星占主导地位的恒星形成的抑制,但恒星形成率是不受AGN的存在。在合并中,当考虑具有强活动星系核反馈的模型时,情况正好相反,在星暴发生之前关闭了恒星的形成。活动星系核和超新星一起模拟抑制恒星的形成,只比它们单独作用时稍微多一点。反馈过程之间的这种低水平相互作用是由于活动星系核的反馈维持了超新星形成的热气体晕的温度。对于每个反馈过程,加热温度是主导参数,而不是加热事件的总体能量预算或定时。最后,我们发现,黑洞的质量是高度分辨率依赖,与更大的质量黑洞发现在较低的分辨率模拟。
2013-07-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Globular cluster formation efficiencies from black-hole X-ray binary feedback
我们调查的情况下,反馈从黑洞X射线双星(BHXB)有时开始内部年轻的星团强超新星反馈之前。这些BHXB可以减少嵌入的年轻星团内的气体分数,同时保持维里平衡,这可能有助于球状星团(GC)保持约束时,超新星驱动的气体喷射随后发生。采用一个简单的玩具模型与BHXB人口模型的参数指导下,我们产生的GC形成效率与实验推断的值一致。BHXB形成的金属丰度依赖性可以自然地解释为什么GC形成效率在较低的金属丰度下较高。对于合理的假设,金属丰度的依赖,我们的玩具模型可以产生GC金属丰度双峰在某些星系没有双峰的场星金属丰度分布。
2015-08-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Binaries drive high Type Ia supernova rates in dwarf galaxies
在ASAS-SN和DES中测量的特定Ia型超新星(SN Ia)率与宿主星系恒星质量$\dot{N}_\text{Ia} / M_\star \sim M_\star^{-0.3}$的比例关系强烈表明,由恒星星族产生的SN Ia的数量与其金属丰度成反比。我们估计所需的金属丰度依赖的强度相结合的平均恒星形成历史(SFHs)的星系作为其恒星质量的函数与质量金属丰度关系(MZR)的星系和常见的参数化的SN Ia延迟时间分布。在恒星质量为$M_\star = 10^{10}$和$10^{7.2} M_\odot$的恒星之间,SFH的差异只能解释比超新星Ia速率增加的30%。我们发现,需要一个额外的金属丰度依赖性约$\sim$ Z $^{-0.5}$来解释所观察到的缩放。这种缩放匹配的金属丰度的依赖关系密切的二元分数在APOGEE中观察到的,这表明,在低质量星系的增强SN Ia率可以解释由其更广泛的SFHS和更高的二元分数,由于其较低的金属丰度的组合。由于MZR的形状,只有低于$M_\star \approx 3\times10^9 M_\odot$的星系才受到金属性依赖的SN Ia速率的显著影响。随着红移的增加,$\dot{N}_\text{Ia} / M_\star \sim M_\star^{-0.3}$标度变浅,在我们的$\sim$ $Z^{-0.5}$标度下,在$z = 0$和$1$…
2022-10-04 astro-ph.GA astro-ph.SR
Constraining Sub-Grid Physics with High-Redshift Spatially-Resolved Metallicity Distributions
我们研究能量反馈的作用,在塑造金属的分布在宇宙学流体动力学模拟的L* 盘星系。虽然今天的负丰度梯度为星系演化模型提供了一个边界条件,以支持由内而外的圆盘生长,但关于丰度梯度是否随时间变陡或变平的经验证据仍然非常矛盾。我们使用了一套L* 光盘,实现了和没有“增强”的反馈。所有的模拟都是使用光滑粒子流体动力学程序Gasoline进行的,它们的原位气相金属丰度梯度从红移z~2追踪到现在。现代年龄金属丰度关系和金属丰度分布函数推导出每个系统。“增强型”反馈模型已被证明与广泛的经验尺度关系相一致,在大尺度上分配能量和再循环ISM材料,并预测存在相对“平坦”和时间不变的丰度梯度。增强的反馈机制显著地降低了局部恒星年龄-金属丰度关系,特别是[O/Fe]-[Fe/H]关系的散射。我们的L* 盘的局部[O/Fe]分布函数显示出明显的双峰性,峰值在[O/Fe]=-0.05和+0.05(对于[Fe/H]>-1的恒星),与我们早期对矮星盘的工作一致。我们的结果与“增强”的反馈是不一致的,我们实现了与“保守”的反馈与早期的模拟。我们的结论是,空间分辨的金属丰度分布,特别是在高红移,提供了一个独特的和未充分利用的约束恒星反馈过程的不确定性。
2013-05-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Progenitors of type Ia supernovae and the metallicity distribution of G-type dwarfs
我们调查的贡献形成Ia型超新星的单(白矮星吸积从一个非简并的同伴)和双(两个合并的白矮星)简并的情况下,以及各个方面的二元演化过程中导致这样的祖系统。我们的目标是通过组合建模更好地了解不确定性和参数空间,从而减少可能的模型方法的数量。如将示出的,这种排除部分参数空间通常与建模中的不确定性无关。我们使用的组合的人口合成代码与详细的二进制演化和银河系化学演化模型预测的金属丰度分布的G型矮星在太阳附近。由于这些恒星的寿命很长,这种分布是一个区域整个化学历史的良好指标。通过将观测到的分布与假设不同的Ia型超新星祖先和演化参数(例如关于质量和角动量损失以及共同的包络演化)所预测的分布进行比较,有可能限制假设的可能组合。我们发现,为了重现所观察到的G-矮星金属丰度分布,它是绝对必要的,包括单和双简并的情况。当所有合并的C-O白矮星都对后者有贡献时,得到最佳匹配。这种对应关系也严重依赖于关于星系和恒星形成的假设,例如使用两个坠落模型与恒星形成速率恒定。然而,这并不影响先前的结论,这与研究星暴星系中Ia型超新星延迟时间分布的结果一致。
2014-03-28 astro-ph.GA astro-ph.SR
Nearby supernova host galaxies from the CALIFA Survey: II. SN environmental metallicity
超新星(SN)祖先的金属丰度及其质量是决定其结果的主要参数之一。利用CALIFA巡天的积分场光谱(IFS)对115个近SN主星系(0.005<z<0.03)的金属丰度进行了研究。使用O3 N2,我们发现在三种主要SN类型(Ia,Ib/c和II)的位置处的气相金属丰度之间没有统计学显著差异,所有SN类型都具有~8.50 $\pm$ 0.02 dex。总的星系金属丰度也非常相似,我们认为这是因为我们的样本只包括在大质量星系(log(M/Msun)>10 dex)中通过有针对性的搜索发现的SNe。我们也没有发现任何证据表明,在SN位置的金属丰度不同的平均金属丰度在GCD的SNe。通过扩展我们的SN样本与SN位置的已发表金属丰度,我们研究了在靶向和非靶向搜索中发现的所有SN亚型的金属丰度分布。我们证实了偏向于更高的主机质量和金属在有针对性的搜索。结合靶向和非靶向搜索的数据,我们发现了一个从高到低的局部金属丰度序列:SN Ia、Ic和II显示出最高的金属丰度,显著高于SN Ib、IIb和Ic-BL。我们的研究结果支持的图片SN Ib产生的二进制的祖先,至少有一部分,SN Ic是单一的大质量恒星剥离其外层的金属驱动风的结果。我们研究了文献中经常使用的当地金属丰度的几个代理,发现总的主机金属丰度允许估计的金属丰度在SN位置的精度优于0.08 dex和非常小的偏差。此外,在总光谱中看不到的弱活动星…
2016-04-15 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
The Impact of Feedback in Massive Star Formation. II. Lower Star Formation Efficiency at Lower Metallicity
我们进行了理论研究的大质量恒星的形成在广泛的金属丰度从1 e-5到1 Zsun和评估恒星形成效率(SFE)从星前云核考虑到多个反馈过程。与简单的球形吸积不同,在吸积盘的情况下,反馈过程不会对恒星质量设定上限。在太阳金属丰度下,磁离心驱动外流的发射是SFE形成的主要反馈过程,而被认为是关键的辐射压力即使在100 Msun以上恒星的形成中也只有很小的贡献。在20 Msun以上的恒星形成过程中,光蒸发变得非常重要,在低金属丰度<1 e-2 Zsun的情况下,尘埃对电离光子的吸收效率很低。我们的结论是,如果初始星前核心的属性是相似的,那么大质量的恒星是罕见的极端贫金属环境的1 e-5 - 1 e-3 Zsun。我们的研究结果提供了新的见解的高质量端的初始质量函数及其潜在的变化与银河系和宇宙学环境。
2018-05-25 astro-ph.GA astro-ph.SR
A statistical study of the metallicity of core-collapse supernovae based on VLT/MUSE integral-field-unit spectroscopy
本研究基于VLT/MUSE观测构建了166个近邻核心坍缩超新星的大样本,通过强线法测量其宿主星系空间分辨金属丰度,发现不同类型超新星的金属丰度分布无显著差异,表明金属丰度对超新星类型的影响较小,双星相互作用等过程可能起主导作用。
2025-08-01 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Kinematic signatures of impulsive supernova feedback in dwarf galaxies
脉冲超新星反馈和非标准的暗物质模型,如自相互作用暗物质(SIDM),是矮星系尺度下主导核心形成机制的两个主要竞争者。在这里,我们表明,脉冲超新星周期爆发的恒星形成的情节留下了独特的功能,在恒星的分布函数:集团的恒星具有相似的年龄和金属丰度发展过密壳相空间。如果核心是通过超新星反馈形成的,我们预测在恒星形成的矮星系与核心的主机晕存在这样的功能。它们的系统性缺失将有利于替代的暗物质模型,如SIDM,作为主导的核心形成机制。
2022-11-07 astro-ph.GA hep-ph
The Effects of Metallicity and Abundance Pattern of the ISM on Supernova Feedback
超新星反馈在星系演化中起着至关重要的作用。虽然现代宇宙学模拟捕捉星系内的主要结构,但它们很难提供足够的分辨率来研究小尺度的恒星反馈,例如SN残余物的详细演化。因此,通常的做法是假设很少扩展到低金属丰度的亚网格模型,并且通常使用标准的太阳丰度模式。借助1-D流体动力学模拟,我们扩展这些模型,考虑低金属丰度和非太阳丰度模式来自银河系恒星的光谱。为此,开发了一个简单而有效的框架来生成非太阳丰度模式冷却函数。我们发现,以前的治疗显着过度预测SN反馈在低金属丰度,并显示不可忽略的变化,在SN残余的$\approx 50\%$在$cooling\; mass$和$\approx 27\%$在$momentum\; injection\; from\; SN\; remnants$的演变产生的非太阳丰度模式。我们使用我们的模拟来量化这些结果作为金属丰度和丰度模式变化的函数,并提出分析公式来准确地描述趋势。这些公式已被设计为宇宙流体动力学模拟中SN反馈的亚网格模型。
2021-04-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Why do high-redshift galaxies show diverse gas-phase metallicity gradients?
最近对z=0.6-3的星系的空间分辨观测表明,高红移星系具有复杂的运动学和广泛的气相金属丰度梯度分布。为了理解这些结果,我们使用了一套来自真实环境反馈(FIRE)项目的高分辨率宇宙学放大模拟,其中包括多相ISM,恒星形成和恒星反馈的物理模型。我们的模拟再现了所观察到的运动学性质和金属丰度梯度的多样性,与z=0-3时的观测结果基本一致。强的负金属丰度梯度只出现在具有旋转盘的星系中,但不是所有旋转支撑的星系都有显著的梯度。几乎没有旋转的强扰动星系总是有平坦的梯度。高红移星系的运动学性质和金属丰度梯度在短时间尺度上会发生显著变化,这与星暴事件有关。来自恒星暴的反馈可以破坏气体盘,驱动强烈的外流,并使预先存在的负金属丰度梯度变平。单个星系的时间变异性在统计上与整个模拟样本相似,这表明在高红移星系中观测到的金属丰度梯度反映了星系的瞬时状态,而不是宇宙学时间尺度上的吸积和生长历史。我们发现金属丰度梯度对恒星质量和比恒星形成率(sSFR)的依赖性很弱。低质量星系和具有高sSFR的星系倾向于具有平坦的梯度,可能是由于反馈在这些星系中更有效。我们认为,重要的是要解决小尺度上的反馈,以产生不同的金属丰度梯度观察。
2016-12-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Mn abundances in the stars of the Galactic disc with metallicities -1.0 < [Fe/H] < 0.3
在这项工作中,我们提出并讨论了247个FGK矮星的Mn丰度的观测,位于银河系盘的金属丰度-1<Fe/H]<+0.3。观察到的恒星属于银河系厚盘和薄盘的子结构,以及武仙座流。这些观测是利用上普罗旺斯天文台(法国OHP)的1.93米望远镜进行的,该望远镜配备了阶梯光栅型摄谱仪ESDIE和SOPHIE。根据LTE近似推导出丰度,[Mn/Fe]比的平均误差为0.10 dex。对于样本中的大多数恒星,Mn丰度在文献中是不可用的。我们得到的[Mn/Fe]比与金属丰度[Fe/H]与以前的数据汇编一致的演变。特别是,在我们的恒星样品所覆盖的金属丰度范围内,[Mn/Fe]比随着金属丰度的增加而增加。这是由于来自热核超新星的Mn和Fe对银河系化学演化的贡献。我们确认的基线方案中,银河系盘和太阳中的大部分锰是由热核超新星。特别是,核心坍缩超新星对太阳系中Mn的有效贡献约为10- 20%。然而,目前影响热核超新星中Mn和Fe产生的不确定性限制了银河系圆盘中观察到的[Mn/Fe]趋势的约束力,例如,不同热核超新星群的频率。这两种元素在不同类型的热核超新星中的不同产生需要通过它们的相对产生对超新星祖先的金属丰度的依赖来解开。
2015-09-22 astro-ph.GA astro-ph.SR