The effect of gas accretion on the radial abundance profiles of galaxies

Abstract

The advent of integral field spectroscopy has allowed the characterization of radial gas metallicity profiles (RMPs) in many thousands of local galaxies and several dozens at high redshift. This has helped in finding that radial gradients change as a function of stellar mass and star formation rate and, more surprisingly, that they flatten in the outskirts of galaxies. We study the physical causes of these trends using the state-of-the-art hydrodynamic simulation EAGLE and focusing specifically on central galaxies of M∗ ≥ 1010 M⊙. We find clear correlations between the gas accretion rate (dotMaccr) and the internal (within an effective radius) gradient of the RMP, in a way that higher dotMaccr are associated to larger gradients. The gradient of the RMPs is found to depend more strongly on dotMaccr than on stellar mass or star formation rate, suggesting the gas accretion to be a more fundamental driver of the RMP of galaxies. These trends are present in the simulation for the full range of redshift studied here (z ≤ 1).

El advenimiento de la espectroscopía de campo integral ha permitido la caracterización de los perfiles radiales de metalicidad (RMP, por sus siglas en inglés) de miles de galaxias locales y de varias docenas a alto corrimiento al rojo. Esto ha ayudado a encontrar que los gradientes radiales cambian como función de la masa estelar y la tasa de formación estelar y, sorprendentemente, se aplanan en las regiones externas de las galaxias. Estudiamos las causas físicas de estas tendencias usando la simulación cosmológica EAGLE y nos enfocamos especialmente en galaxias centrales de M? ≥ 1010 M . Encontramos una clara correlación entre la tasa de gas acretado (M˙ accr) y el gradiente interno (dentro de un radio efectivo) del RMP, de manera que galaxias con mayor M˙ accr están asociadas a gradientes más grandes. Se encuentra que el gradiente de los RMPs presenta una dependencia más fuerte con M˙ accr que con la masa estelar o la tasa de formación estelar, sugiriendo que el gas acretado es un trazador más fundamental de los RMPs de galaxias. Estas tendencias están presentes en la simulación para todo el rango de corrimiento al rojo estudiado aquí (z ≤ 1).