星系风和物质外流对星系化学演化的影响

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星系的金属含量与其内部的恒星形成历史及星系和周围环境的相互作用密切相关，通过对星系内金属含量的研究，可以更好的描述星系的演化过程，并了解星系的金属损失问题。观测表明，小质量星系(自转速度小于约125 km s﹣1)的金属丰度与其质量之间存在着紧密的相关性，且这些星系中重元素的有效产额均小于实际产额，而对于大质量星系(自转速度大于约125 km s﹣1)其金属丰度几乎为一常数。传统的闭合模型对这一现象并不能作出很好的解释。目前的观点普遍认为：由于大质量星系的势阱深，不易抛出物质，因而不存在金属损失问题，而小质量的星系由于势阱浅，容易抛出富含金属的气体，导致观测上的金属丰度较低。本文从这一观点出发，利用盘状星系形成模型(Mo etal．1998[19])和星系的物质外流模型(Shu et al．2005[20])，比较了星系中星系风的速度和物质逃逸星系束缚所需要的逃逸速度，结果发现：星系中的物质损失存在一个临界值，即大约在100到150 km s﹣1之间。这一范围与观测到的星系自转速度与金属丰度关系中的转折点125 km s﹣1基本一致。这表明对于自转速度大于125 km s—1的星系，由于势阱深，物质不易逃离星系，因而能维持较高的金属丰度，而对于自转速度小于125 km s﹣1的星系，星系风能带走大量的金属，导致星系金属度降低，且势阱越浅损失金属越多，星系的金属丰度越小。此外，我们尝试在星系演化闭合模型的基础上，引入一定形式的外流，即星系的物质外流率与恒星形成率成正比，与星系自转速度的平方成反比，由此计算不同质量星系的金属丰度，结果表明，在这一简单的假设下，模型预测能与观测很好的符合。

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作者
谭芳芳;
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作者单位

上海师范大学;

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授予单位上海师范大学;
学科天体物理
授予学位硕士
导师姓名罗智坚;
年度 2011
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类理论天体物理学;
关键词
星系风; 物质外流; 金属丰度; 化学演化;

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