银盘化学演化的细致研究

The chemical evolution model of disk is a powerful tool to explore both the star formation history of the Milky Way and its origin and evolution of the cold gas. Our main aim is to investigate the chemical evolution of the Milky Way disk in details. By adopting the star formation law which assumes the star formation rate is proportional to the mass density of the molecular gas, we will construct a model to explore the chemical enrichment of the interstellar medium, especially the radial distribution of cold gas along the disk, the origin and evolution of the radial metallicity gradient. When adopting the old stellar population as traces of the chemical evolution, the radial migration of old star has to be considered. We will investigate the chemical evolution of the solar neighborhood by two methods. One is to explore the probable correlations between the orbital parameters and the scatters of both the age-metallicity relation and the [O/Fe]~[Fe/H] raletion. Another is to consider the stellar radial migration in the model and investigate the star formation history of the solar neighborhood in details. We also focus on the formation of the thick disk. By parameterizing the heating and thicking of the pre-existing thin disk stars, we will construct a model to include the contribution of the thick disk and explore the origin of the thick disk by comparing model predictions with the observed constraints.

银盘化学演化研究对我们了解银河系中冷气体的起源、演化及其恒星形成历史具有重要意义。本项目的主题是细致研究银盘化学演化。构建针对星际介质化学增丰的模型（即不采用老年恒星作为示踪体），分开计算分子氢和原子氢的演化，研究银盘上冷气体的径向分布、径向丰度梯度及其演化。在此基础上，我们把重点放在太阳附近，从观测样本和模型两个角度来分析老年恒星的径向迁移过程给化学演化研究带来的影响，细致研究该区域的恒星形成和化学增丰历史。作为本项目新的生长点，我们将构建考虑厚盘贡献的银盘化学演化模型，参数化描述薄盘的加热和增厚过程，通过模型预言和众多观测约束的比较，深入理解和探讨银盘的形成和演化，特别是厚盘的起源问题。

本项目的目标是细致研究银盘化学演化。经过4年的执行情况，我们对银河系以及近邻盘状星系的化学演化和恒星形成历史有了更深入的了解。具体而言，首先，我们构建了银盘化学演化模型，并将模型预言和观测到的各观测量的径向轮廓进行了比较， 详细研究了银盘的径向丰度梯度形成机制及冷气体演化。其次，我们还在银盘化学演化模型的基础上，研究了几个近邻盘状星系的冷气体演化和恒星形成历史，包括 M51a, NGC 300, NGC 2403和M33，特别是这些星系的各参量的径向分布轮廓和颜色梯度，初步讨论了星系所处环境对其恒星形成历史的影响，得到了一些很有意思的研究结果。而且，我们还在利用LAMOST数据研究银盘形成和演化方面,做了一些数据统计工作，一方面，改正了LAMOST 有恒星参数的恒星样本的完备性问题，并给出一个在颜色-星等分布上的改正因子的总表；另一方面，利用LAMOST的主序拐点星样本，研究了太阳邻域恒星的年龄-金属丰度关系，发现太阳邻域的气体冷却可能是间断性的证据，对以往的银盘化学演化模型提出了挑战，这两篇文章都正在成文过程中。在该项目执行期间，我们共发表文章11篇，其中9篇发表在SCI 杂志。.