近日，国家天文台大视场巡天与星系物理团组携手LAMOST运行与发展中心，基于DESI早期EDR数据，在星系化学演化研究方面取得了重要进展。研究团队利用亮星系（BGS）和发射线星系（ELG）两个样本，系统分析了星系质量–金属丰度关系（MZR）及基本金属丰度关系（FMR）随红移的演化特征。得益于DESI EDR大样本在低质量端的显著扩展，本研究首次系统揭示了MZR随红移演化的清晰趋势，并对比验证了两类样本在FMR框架下的表现差异，发现ELG样本因具有更高的比恒星形成率，其金属丰度关系显著区别于BGS样本。相关成果已发表于《The Astronomical Journal》。

星系金属丰度是反映恒星形成、气体吸积与外流过程平衡的关键探针，对理解星系形成与演化具有重要意义。研究团队基于DESI EDR中约3万个BGS星系（平均红移0.18）和约2.2万个ELG星系（平均红移0.86），采用强发射线线比法计算气体金属丰度，并对比分析了不同红移下MZR的形态演化。结果显示，BGS样本展现出典型的MZR演化行为：在固定质量下，金属丰度随宇宙时间推移逐渐升高，反映出星系化学增丰的持续进行。而ELG样本的MZR斜率更为陡峭，表明在高红移端，随着恒星质量增加，金属丰度上升更为显著，推测与其较高的比恒星形成率密切相关。

图 1. 不同红移下的 BGS 样本MZR与FMR随红移的变化

进一步分析发现，在BGS样本中引入恒星形成率构建三维的FMR关系后，金属丰度的弥散显著降低，且该关系在不同红移下保持稳定，说明BGS星系的MZR演化主要受恒星形成活动的影响，这与以往的研究结论一致。尽管FMR在一定程度上统一了不同星系的金属丰度分布，高红移ELG样本的FMR仍明显偏离BGS样本的关系，进一步支持了比恒星形成率在驱动金属丰度演化中的重要作用。

图2. BGS 与ELG样本的MZR与FMR对比

图3. BGS和ELG样本在FMR框架下的比恒星形成率（sSFR）分布

该研究不仅为理解星系化学演化提供了新的观测依据，也展现出DESI数据在揭示星系形成历史方面的强大潜力。论文第一作者为国家天文台博士生贾云霄，通讯作者为国家天文台邹虎研究员和罗阿理研究员。

论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ae1129