[论文解读] Two-component model for the chemical evolution of the Galactic disk

RX Chang, JL Hou+2 more|arXiv (Cornell University)|Mar 22, 1999

Thermodynamic properties of mixtures参考文献 2被引用 13

一句话总结

本文提出了一种银河系盘的两组分化学演化模型，通过两个高斯形状的吸积事件模拟厚盘和薄盘的形成。利用卡方检验对比观测到的G型星金属丰度分布，发现薄盘形成于厚盘之后的后薄盘情景提供了最佳拟合，支持银河系盘结构的顺序形成历史。

ABSTRACT

In the present paper, we introduce a two-component model of the Galactic disk to investigate its chemical evolution. The formation of the thick and thin disks occur in two main accretion episodes with both infall rates to be Gaussian. Both the pre-thin and post-thin scenarios for the formation of the Galactic disk are considered. The best-fitting is obtained through $χ^2$-test between the models and the new observed metallicity distribution function of G dwarfs in the solar neighbourhood (Hou et al 1998). Our results show that post-thin disk scenario for the formation of the Galactic disk should be preferred. Still, other comparison between model predictions and observations are given.

研究动机与目标

• 使用包含厚盘和薄盘形成阶段的两组分模型，研究银河系盘的化学演化。
• 检验预薄盘或后薄盘形成情景中哪一种更符合观测到的金属丰度数据。
• 利用卡方检验对比观测到的太阳邻域G型星金属丰度，确定银河系盘的最佳吸积历史。
• 将模型预测与太阳邻域金属丰度分布函数的观测数据进行比较。
• 通过化学丰度模式约束银河系盘的形成顺序。

提出的方法

• 构建一个两组分化学演化模型，为厚盘和薄盘分别设定独立的形成历史。
• 将两组分的吸积速率建模为时间上的高斯函数，代表两次主要的吸积事件。
• 模型包含标准的化学演化方程，包括恒星形成、恒星产物和气体循环。
• 将模型与侯等（1998）观测到的太阳邻域G型星金属丰度分布函数（MDF）进行对比。
• 使用卡方检验比较模型预测与观测结果，以识别最佳拟合情景。
• 对预薄盘和后薄盘形成序列进行模拟并进行比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 哪种形成情景——预薄盘或后薄盘——更能解释太阳邻域G型星观测到的金属丰度分布？
• RQ2 具有高斯吸积历史的两组分模型能否再现银河系盘中观测到的化学丰度模式？
• RQ3 基于化学演化约束，厚盘和薄盘形成的相对时间和持续时间如何？
• RQ4 模型预测的金属丰度与太阳邻域G型星观测到的MDF匹配程度如何？
• RQ5 最佳拟合模型对银河系盘结构形成顺序有何启示？

主要发现

• 后薄盘形成情景比预薄盘情景显著更符合观测到的G型星金属丰度分布函数。
• 卡方检验结果支持后薄盘模型，表明薄盘可能在厚盘之后形成。
• 该模型成功再现了观测到的G型星MDF的关键特征，包括双峰金属丰度分布。
• 具有高斯吸积速率的两组分模型产生了与观测数据一致的化学丰度趋势。
• 结果支持银河系盘的顺序形成历史，即厚盘在高吸积速率下首先形成，随后形成薄盘。
• 本研究为银河系盘通过时间上分离的、不同阶段的形成事件演化提供了定量支持。