Анализ DESI: химическое обогащение в галактиках зависит от массы и размера

Международная группа астрономов провела детальное исследование химического обогащения в 2291 звездообразующей галактике с красным смещением z ? 0,1. Для этого они использовали многоволоконные спектры, полученные инструментом DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), работающим как разреженный интегральный полевой спектрограф. Статья опубликована на сервере arXiv.

Ученые измерили содержание кислорода в газовой фазе — основной показатель металличности. Во внутренних областях (до двух эффективных радиусов) массивные галактики демонстрируют резкое падение металличности от центра к краю — градиент достигает -0,08 dex на эффективный радиус. У карликовых галактик с малой массой профиль почти плоский (-0,02 dex/Re).

На больших расстояниях от центра (примерно до 5 Re), вблизи границы диска и гало, профили становятся пологими для всех типов галактик. Удивительно, что значения металличности в этих областях совпадают в широком диапазоне звездных масс. По мнению авторов, это связано с низким темпом звездообразования и поступлением бедного металлами газа.

Зависимость градиента металличности от звездной массы имеет перелом при log(M*/M?) ? 10,5: для более массивных галактик градиенты становятся более пологими. Причиной может быть химическое равновесие во внутреннем диске или разбавление космическим газом.

Также обнаружена сильная зависимость от размера галактик при фиксированной массе: компактные галактики имеют более плоские градиенты и более высокое содержание металлов в центре по сравнению с протяженными аналогами. Это говорит о том, что размер влияет на эффективность перемешивания газа.

Градиенты связаны и с возрастом звездного населения: галактики с молодыми окраинами обладают более крутыми градиентами, что согласуется с моделью роста дисков изнутри наружу. Такое совпадение поддерживает идею о том, что центральное химическое обогащение поддерживается за счет внутреннего звездообразования.

Результаты подчеркивают сложное взаимодействие эффективности звездообразования, обратной связи от звезд и аккреции бедного металлами газа, которое определяет радиальную химическую структуру галактик. Работа демонстрирует возможности DESI для пространственно разрешенных исследований химической эволюции.