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arXiv 2609.20921astro-ph.GA

ALMA 化学演化(ACE)巡天:宇宙正午时期的气体基本金属丰度关系

ALMA Chemical Evolution (ACE) survey: The gas fundamental metallicity relation at cosmic noon

  • Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA(西班牙国家研究委员会-国家航空航天技术研究所 天体生物学中心(CAB))
  • Leiden University(莱顿大学)
  • Australian National University(澳大利亚国立大学)
  • University of Florida(佛罗里达大学)
  • University of Copenhagen(哥本哈根大学)
  • Technical University of Denmark(丹麦技术大学)

机构由 AI 辅助整理,请以论文原文为准。

I. Langan, I. Shivaei, G. Popping, L. A. Boogaard, N. N. Geesink, M. Kaasinen, A. Pope, R. Popescu, M. Solimano, L. Arriscado, D. Narayanan, M. Parente, N. Reddy, R. L. Sanders

AI总结:

基于 ACE 巡天 CO(3--2) 观测,研究 z~2 处 26 个主序恒星形成星系的气体基本金属丰度关系,发现恒星质量是化学演化的主要驱动因素,并存在高效分子外流。

AI中文摘要:

化学增丰塑造了星系的形成与演化。气相金属丰度与恒星质量、恒星形成率以及星际介质的冷气体直接相关。因此,冷气体基本金属丰度关系(GFMR)是探测星系演化的有力工具,它连接了调节冷气体储库的大尺度气体流与追踪恒星形成累积影响的小尺度金属增丰过程。在同一个代表性星系样本中同时约束所有这些性质仍然具有挑战性,但至关重要。利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列化学演化(ACE)巡天的 CO(3--2) 波段 3 观测,我们在 z~2 处的一个由 26 个主序(log(M_*, med)=9.96)、亚太阳金属丰度(12+log(O/H)_med=8.44)恒星形成星系(SFGs)组成的样本中研究了 GFMR。在 17/26 的 CO 探测中,包括宇宙正午时期一些金属丰度最低的 CO 探测,我们发现恒星质量仍然是我们样本中化学演化的主要驱动因素(sigmaMZR~0.10)。而分子气体可能扮演次要角色(sigmaGFMR~0.11),与恒星形成率的作用(sigmaFMR~0.13)相似。这可能反映了我们仅对分子储库中 CO 明亮部分的灵敏度。我们的结果与气体调节器模型一致,并表明存在有效的分子外流,其平均质量载荷因子 eta~4,调节恒星形成和化学增丰。

英文摘要:

Chemical enrichment shapes how galaxies form and evolve. The gas-phase metallicity is directly linked to the stellar mass, star formation rate, and cold gas of the interstellar medium. Thus, the cold gas fundamental metallicity relation (GFMR) is a powerful tool for probing galaxy evolution, bridging large-scale gas flows modulating the cold gas reservoir and small-scale metal enrichment tracing the cumulative impact of star formation. Constraining all these properties for the same representative sample of galaxies remains challenging yet essential. Using CO(3--2) band 3 observations from the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array Chemical Evolution (ACE) survey, we investigated the GFMR in a sample of 26 main-sequence (log(M_*, med)=9.96), subsolar-metallicity (12+log(O/H)_med=8.44) star-forming galaxies (SFGs) at z~2. With 17/26 CO detections, including some of the lowest-metallicity CO detections at cosmic noon, we find that the stellar mass remains the primary driver of the chemical evolution in our sample (sigmaMZR~0.10). Whereas the molecular gas likely plays a secondary role (sigmaGFMR~0.11) similar to that of the star formation rate (sigmaFMR~0.13). This likely reflects our sensitivity to only the CO-bright component of the molecular reservoir. Our results remain consistent with gas-regulator models and suggest the existence of efficient molecular outflows, with an average mass loading factor of eta~4, regulating star formation and chemical enrichment.

补充信息

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