恒星质量与引力势共同塑造了气相金属丰度

摘要 金属丰度与星系质量之间的关系（即所谓的质量–金属丰度关系）是化学富集与星系性质缩放关系中最强且最显著的。然而，由于以往的研究得出了相互矛盾的结果，目前尚不清楚该关系主要是反映了金属留存还是金属的累积生成。我们通过对来自 MaNGA 巡天的 4500 个星系的光谱数据立方体进行广泛的 Random Forest 和 Partial Correlations 分析，对这一问题进行了研究。我们发现恒星质量（M_*）和重子引力势（_* = M_*/R_ e）是决定星系中气体金属丰度的两个最重要物理量。然而，它们的相对作用强烈依赖于星系中心距——0. 7 Rₑ 以内的金属丰度主要取决于恒星质量，而在 0. 9 Rₑ 以外半径处的金属丰度则主要取决于引力势。这一发现可以解释为：中心区域（R 0. 7\, Rₑ）的金属大部分处于束缚状态，与整体引力势无关，因此金属丰度主要由金属的累积生成决定（从而取决于积分恒星形成历史，即 M_*）；相比之下，在星系外围，金属的留存更关键地依赖于引力势，因此大半径处的金属丰度对 _* 的依赖性更强。我们的发现调和了以往结果之间表观上的分歧。最后，我们发现 Star Formation Rate 是决定金属丰度的第三重要参数（仅次于 M_* 和 _*），这与 Fundamental Metallicity Relation 的预期一致。