Gerhard Hensler et al- Gas Mixing, Gas Cycles and the Chemical Evolution of Dward Irregular Galaxies

8/3/2019 Gerhard Hensler et al- Gas Mixing, Gas Cycles and the Chemical Evolution of Dward Irregular Galaxies

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R e c y c l i n g i n t e r g a l a c t i c a n d i n t e r s t e l l a r m a t t e r

I A U S y m p o s i u m S e r i e s , V o l . 2 1 7 , 2 0 0 4

P i e r r e - A l a i n D u c , J o n a t h a n B r a i n e a n d E l i a s B r i n k s , e d s .

G a s M i x i n g , G a s C yc l e s a n d t h e C h e m i c a l E v o l u t i o n o f

D w a r f I r r e g u l a r G a l a x i e s

G e r h a r d H e n s l e r

1 ; 2

, J o a c h i m K o p p e n

2 ; 3

, J a n P a m m

1

, A n d r e a s

R i e s c h i c k

2

1 )

I n s t i t u t e o f A s t r o n o m y , U n i v e r s i t y O b s e r v a t o r y ,

T u r k e r n s c h a n z s t r . 1 7 , A { 1 0 8 0 V i e n n a , A u s t r i a

e m a i l : h e n s l e r @ a s t r o . u n i v i e . a c . a t

2 )

I n s t i t u t e o f T h e o r e t i c a l P h y s i c s a n d A s t r o p h y s i c s , U n i v e r s i t y o f K i e l ,

O l s h a u s e n s t r . 4 0 , D { 2 4 0 9 8 K i e l , G e r m a n y

3 )

U M R 7 5 5 0 , O b s e r v a t o i r e A s t r o n o m i q u e d e S t r a s b o u r g ,

1 1 r u e d e l ' U n i v e r s i t , F { 6 7 0 0 0 S t r a s b o u r g , F r a n c e

A b s t r a c t . D w a r f g a l a x i e s a r e i d e a l l a b o r a t o r i e s t o s t u d y i n u e n c i a l e f -

f e c t s o n g a l a x y e v o l u t i o n . I n p a r t i c u l a r , t h e i r g a s - r i c h v a r i a n t w i t h v e r y

a c t i v e s t a r f o r m a t i o n , s t a r b u r s t i n g d w a r f i r r e g u l a r s , s h o w s c h e m i c a l a n d

s t r u c t u r a l s i g n a t u r e s t h a t l e a d u n a m b i g u o u s l y t o t h e c o n c l u s i o n t h a t t h e y

a r e s t a n d i n g i n a v i t a l c o n t a c t w i t h t h e i r s u r r o u n d i n g s . G a s i n f a l l c a n n o t

o n l y t r i g g e r s t a r f o r m a t i o n b u t a l s o a l l o w s f o r a r e d u c t i o n o f t h e m e t a l

c o n t e n t . O n t h e o t h e r h a n d , a c t i v e s t a r f o r m a t i o n i g n i t e s n u m e r o u s s u -

p e r n o v a e t y p e I I w h i c h a c c u m u l a t e a n d c a n p r o d u c e a g a l a c t i c w i n d .

T h i s a g a i n d e p l e t e s t h e m e t a l s p u s h i n g t h e m i n t o a g a s m i x i n g c y c l e w i t h

d i e r e n t t i m e s c a l e s , l o c a l l y o f a b o u t 1 0 M y r s , b u t a n g a l a c t i c s c a l e s o f

a t l e a s t 1 G y r . T h i s p a p e r i l l u m i n a t e s t h e d i e r e n t p r o c e s s e s l i k e g a s

i n f a l l a n d o u t o w a n d t h e i r e e c t s o n t h e c h e m i c a l e v o l u t i o n , t h e s t a r

f o r m a t i o n , a n d t h e g a s m i x i n g i n d w a r f i r r e g u l a r g a l a x i e s .

1 . I n t r o d u c t i o n

D w a r f g a l a x i e s ( D G s ) s e r v e a s f u n d a m e n t a l p r o b e s f o r u n d e r s t a n d i n g t h e e v o l u -

t i o n o f g a l a x i e s i n t h e c o n t e x t o f c o s m o l o g i c a l m o d e l s . O n t h e o n e h a n d , t h e y a r e

i n v o k e d t o t r a c e t h e l o w - m a s s D a r k M a t t e r ( D M ) u n i t s a n d t o a c t a s b u i l d i n g

b l o c k s f o r t h e a c c u m u l a t i o n o f g a l a x y m a s s e s i n t h e h i e r a r c h i c a l C D M c o s m o l -

o g y . O n t h e o t h e r h a n d , t h e i r e v o l u t i o n a r y p a t h s f r o m t h e f o r m a t i o n t o t h e i r

f a d i n g o r e v e n t o t h e i r r e q u e s t e d d i s a p p e a r a n c e d i e r s u b s t a n t i a l l y . T h e y s e e m

t o f o r m a t a l l c o s m o l o g i c a l e p o c h s , b y d i e r e n t p r o c e s s e s , f r o m d i e r e n t s o u r c e s ,

a n d i n d i e r e n t e n v i r o n m e n t s . B e c a u s e o f t h e i r l o w b i n d i n g e n e r g y t h e i r e v o l u -

t i o n i s s t r o n g l y a e c t e d b y i n t e r n a l a n d e x t e r n a l e n e r g e t i c e v e n t s t h u s l e a d i n g

t o a w i d e v a r i e t y o f m o r p h o l o g i c a l t y p e s .

D w a r f i r r e g u l a r g a l a x i e s ( d I r r s ) a r e t h e m o s t i n t e r e s t i n g D G t y p e s b e c a u s e

t h e y a r e s t i l l g a s r i c h a n d d i e r l a r g e l y i n t h e i r p a r a m e t e r s . A s a l r e a d y d e s c r i b e d

b y t h e i r c l a s s i c a t i o n t h e y a r e m o s t l y i r r e g u l a r l y s t r u c t u r e d w i t h v e r y b r i g h t

c e n t e r s a n d / o r a p a t c h w o r k o f S F r e g i o n s . I n a d d i t i o n , t h e i r p r e s e n t S F r a t e s

1



2 H e n s l e r e t a l .

s h o w l a r g e v a r i a t i o n s f r o m l o w t o e x t r a o r d i n a r i l y h i g h v a l u e s t h a t c a n n o t b e

m a i n t a i n e d f o r a H u b b l e t i m e , a s e . g . i n s t a r b u r s t s ( S B D G s ) . T h e n e w l y f o r m e d

s t e l l a r a s s o c i a t i o n s a r e m o s t l y v e r y m a s s i v e a n d c o m p a c t , s o - c a l l e d s u p e r s t a r

c l u s t e r s ( S S C s ) .

8 987 8 8.5 9 9.587.576.5

-1

0

-1

-2

-1

-0.5

0

-1

-1.5

-2

lg(O/H) + 12

l g ( N / O )

F i g u r e 1 . T h e l o g ( N / O ) a n d 1 2 + l o g ( O / H ) o b s e r v a t i o n s o f m e t a l -

p o o r d I r r s t a k e n f r o m t h e l i t e r a t u r e .

T h e s e t w o e e c t s , n a m e l y , h i g h S F r a t e s a n d l o w m e t a l l i c i t i e s o b t r u d e t h e

p i c t u r e o f d I r r s t o b e u n e v o l v e d s y s t e m s i n t h e e a r l y s t a g e a f t e r t h e i r f o r m a t i o n .

M o r e d e t a i l e d o b s e r v a t i o n s d u r i n g t h e p a s t y e a r s , h o w e v e r , h a v e u n v e i l e d o l d

u n d e r l y i n g s t e l l a r c o m p o n e n t s i n m o s t d I r r s l i k e e . g . i n N G C 1 5 6 9 ( H e c k m a n

e t a l . 1 9 9 5 ) o r N G C 1 7 0 5 ( M e u r e r e t a l . 1 9 9 2 ; T o s i e t a l . 2 0 0 1 ) . T h e r e a r e

t w o o b j e c t s t h a t c a n b e d e n o t e d a s r e a l l y y o u n g , n a m e l y , I Z w 1 8 ( S k i l l m a n e t

a l . 1 9 9 4 ; A l o i s i , T o s i , & G r e g g i o 1 9 9 9 ; H u n t , T h u a n , & I z o t o v 2 0 0 3 ) a n d S B S

0 3 5 5 - 5 2 ( I z o t o v & T h u a n 1 9 9 9 ) .

T h a t d I r r s c o n s i s t o f t h e s a m e o r s l i g h t l y h i g h e r g a s f r a c t i o n s t h a n g i a n t

s p i r a l g a l a x i e s ( g S s ) , m o s t l y s u e r t h e s a m e S F e c i e n c y a n d a p p e a r w i t h a

w i d e r a n g e , b u t l o w e r m e t a l l i c i t y Z t h a n s p i r a l s , c a n n o t b e e x p l a i n e d b y s i m p l e

m o d e l s . W h e n g a s i s c o n s u m e d b y a s t r a t i o n , i n s i m p l e m o d e l s w h e r e t i m e s c a l e

e e c t s d o n o t a c c o u n t , s t e l l a r e l e m e n t a b u n d a n c e s h a v e t o f o l l o w a g e n e r a l a n -

a l y t i c a l r e l a t i o n w i t h t h e r e m a i n i n g g a s c o n t e n t a n d a c c o r d i n g t o t h e i r s t e l l a r

y i e l d s ( P a g e l 1 9 9 7 ) . A s d e m o n s t r a t e d b y G a r n e t t ( 2 0 0 2 ) a n d v a n Z e e ( 2 0 0 1 ) ,

h o w e v e r , t h e e e c t i v e y i e l d s o f g a s - r i c h g a l a x i e s d e c r e a s e w i t h s m a l l e r m a s s e s

w h a t m e a n s t h a t t h e i r e l e m e n t a b u n d a n c e s , p a r t i c u l a r l y O m e a s u r e d i n H i i r e -

g i o n s , a r e m u c h s m a l l e r t h a n t h o s e r e l e a s e d b y a s t e l l a r p o p u l a t i o n a n d c o n n e d

i n a " c l o s e d b o x " .



G a s C y c l e s i n d I r r s 3

F u r t h e r m o r e , t h e a b u n d a n c e r a t i o s o f d I r r s a r e u n u s u a l . A s a l r e a d y d e m o n -

s t r a t e d b y P a g e l ( 1 9 8 5 ) s o m e d I r r s , t h o u g h w i t h O a b u n d a n c e s b e l o w 1 / 1 0 s o l a r ,

s h o w a l s o l o w N / O r a t i o s o f u p t o 0 . 7 d e x s m a l l e r t h a n i n g S s , w i t h a l a r g e s c a t t e r

a n d n o s i g n i c a n t c o r r e l a t i o n w i t h O / H ( s e e F i g . 1 ) . T h e i r r e g i m e o f N / O { O / H

v a l u e s o v e r l a p s w i t h t h o s e o f H i i r e g i o n s i n t h e o u t e r m o s t d i s k p a r t s o f g S s a t

a r o u n d 1 2 + l o g ( O / H ) = 8 . 0 . . . 8 . 5 ( v a n Z e e , S a l z e r , & H a y n e s 1 9 9 8 a ) .

T w o p r o c e s s e s c a n r e a s o n a b l y r e d u c e t h e m e t a l a b u n d a n c e s i n t h e p r e s e n c e

o f o l d s t e l l a r p o p u l a t i o n s : l o s s o f m e t a l - e n r i c h e d g a s o r i n f a l l o f m e t a l - p o o r t o

e v e n p r i s t i n e i n t e r g a l a c t i c g a s ( I C M ) . T h i s p a p e r i s a i m e d t o c o n s i d e r t h e s e

p o s s i b i l i t i e s a n d t h e i r i s s u e s b y d i e r e n t m o d e l s .

2 . G a l a c t i c w i n d s

O n l y s o m e f r a c t i o n o f t h e s e S B D G s a r e c h a r a c t e r i z e d b y s u p e r w i n d s ( M a r l o w e

e t a l . 1 9 9 5 ) o r l a r g e e x p a n d i n g X - r a y p l u m e s w h i c h a r e d r i v e n b y s u p e r n o v a e

t y p e I I ( S N e I I ) ( s e e e . g . H e n s l e r e t a l . 1 9 9 8 ; M a r t i n , K o b u l n i c k y , & H e c k m a n ,

2 0 0 2 ) . O n t h e o t h e r h a n d , i f a S B d r i v e s a g a l a c t i c w i n d i t e x p e l s i t s f u e l

f o r s u b s e q u e n t e v e n t s a n d c a n t r a n s f o r m a g a s - r i c h d I r r i n t o a f a d i n g g a s - p o o r

s y s t e m ( B a b u l & R e e s 1 9 9 2 ) T h e f o r m a t i o n o f S N - d r i v e n w i n d s i n D G s a r e

f r e q u e n t l y s t u d i e d u n d e r v a r i o u s b u t m o s t l y u n c e r t a i n c o n d i t i o n s ( S u c h k o v e t

a l . 1 9 9 4 ; B r a d a m a n t e , M a t t e u c c i , & D ' E r c o l e 1 9 9 8 ; D ' E r c o l e & B r i g h e n t i 1 9 9 9 ;

M a c L o w & F e r r a r a 1 9 9 9 ) . S o m e s t u d i e s h a v e r a i s e d d o u b t s t o w h e t h e r t h e

e x p a n d i n g H l o o p s , a r c s , a n d s h e l l s r e a l l y a l l o w g a s e x p u l s i o n f r o m t h e g a l a x i e s

b e c a u s e t h e i r v e l o c i t i e s a r e m o s t l y c l o s e t o e s c a p e , b u t e x t e r n a l g a s t e n d s t o

c o u n t e r a c t . I n a d d i t i o n , a l s o t h e p o s s i b i l i t y o f s w e e p i n g t h e i n t e r s t e l l a r m e d i u m

( I S M ) o u t o f t h e s e g a l a x i e s i s q u e s t i o n a b l e ( M a r t i n 1 9 9 9 ; F e r r a r a & T o l s t o y

2 0 0 1 ) . E v e n w i t h o u t a n e x t e r n a l p r e s s u r e , b u t u n d e r t h e r e s t r i c t i o n o f r a d i a l

s y m m e t r y i n c h e m o - d y n a m i c a l m o d e l s o f D G s ( H e n s l e r , T h e i s , & G a l l a g h e r

2 0 0 3 ) s i g n i c a n t a m o u n t s o f g a s c a n b e k e p t b o u n d e v e n f o r h i g h S F r a t e s

a n d l e a d t o d i e r e n t S F r e g i m e s f r o m s i n g l e e p i s o d e s t o r e p e a t e d e v e n t s , b y

t h i s , r e p r o d u c i n g s o m e m a j o r s i g n a t u r e s o f d w a r f e l l i p t i c a l s ( d E s ) a n d d w a r f

s p h e r o i d a l s ( d S p h s ) .

3 . C h e m i c a l E v o l u t i o n a r y M o d e l s o f D w a r f I r r e g u l a r s

F r o m t h e a d h e r e n t e n e r g y r e l e a s e o f t h e s t e l l a r m a s s - l o s s p r o c e s s e s , C a n d N

a r e c o n t r i b u t e d b y p l a n e t a r y n e b u l a e f r o m i n t e r m e d i a t e - m a s s s t a r s t o t h e w a r m

c l o u d y g a s , w h i l e O a n d F e a r e p r e d o m i n a n t l y a d d e d b y m e a n s o f S N e I I o r

s u p e r n o v a e t y p e I a ( S N e I a ) , r e s p e c t i v e l y , t o t h e m i l l i o n d e g r e e s h o t p h a s e . F r o m

s i m p l e a s s u m p t i o n s t h e a b u n d a n c e r a t i o s o f p a r t i c u l a r e l e m e n t s f r o m d i e r e n t

s o u r c e s , t h e r e f o r e , t r a c e t h e e n e r g e t i c e v e n t s a n d t h e l i f e t i m e s o f t h e i r s t e l l a r

p r o g e n i t o r s .

T h i s g e n e r a l d i e r e n t i a t i o n e . g . b e t w e e n N a n d O p o l l u t i o n t o t h e g a s p h a s e s

h a s t h e r e f o r e a l s o l e d s e v e r a l a u t h o r s t o p r o p o s e v a r i o u s c h e m i c a l m o d e l s w h i c h

t a k e t h e d i e r e n t l i f e t i m e s o f t h e s t e l l a r p r o g e n i t o r s i n t o a c c o u n t a n d c a n s u c -

c e s s f u l l y r e a c h t h e o b s e r v e d N / O { O / H r e g i m e o f D G s . U n d e r t h e a s s u m p t i o n

t h a t d I r r s a r e y o u n g s y s t e m s e . g . M a t t e u c c i & T o s i ( 1 9 8 5 ) a n d M a r c o n i , M a t -

t e u c c i , & T o s i ( 1 9 9 4 ) , a l l o w e d f o r S B - d r i v e n g a l a c t i c w i n d s w i t h s e l e c t i v e e l e m e n t




d e p l e t i o n a n d s t a t e d t o b e a b l e t o q u a n t i f y e v e n t h e n u m b e r o f S B s n e c e s s a r y f o r

t h e r e d u c t i o n o f O . G a r n e t t ( 1 9 9 0 ) a n d P i l y u g i n ( 1 9 9 2 ) p r e s e n t e d m o d e l s t h a t

f o l l o w t h e a s s u m p t i o n o f a b u n d a n c e s e l f - e n r i c h m e n t o f t h e o b s e r v e d H i i r e g i o n s

a s i t w a s a t r s t p r o p o s e d f r o m o b s e r v a t i o n s b y K u n t h & S a r g e n t ( 1 9 8 6 ) .

N e v e r t h e l e s s , H e n r y , E d m u n d s , & K o p p e n ( 2 0 0 0 , h e r e a f t e r : H E K ) d e m o n -

s t r a t e d w i t h t h e s i m p l e c l o s e d - b o x a s s u m p t i o n a n d u n d e r t h e u s e o f t h e m o s t

r e c e n t m e t a l - d e p e n d e n t s t e l l a r y i e l d s t h a t g a l a x i e s o n l y i n t h e i r e a r l y e v o l u t i o n -

a r y s t a g e p a s s t h e r e g i o n o f N / O v s . O / H o b s e r v a t i o n s w h e r e a l m o s t t h e f u l l

s c a t t e r o f d a t a c a n b e e x p l a i n e d b y d i e r e n t S F t i m e s c a l e s . W h i l e a g i n g t h e s e

g a l a x i e s r e a c h t h e s e c o n d a r y - N p r o d u c t i o n ( S N P ) t r a c k i n t h e l o g ( N / O ) { 1 2 -

+ l o g ( O / H ) d i a g r a m . T h e s a m e r e s u l t s w e r e v i s i b l e i n c h e m o - d y n a m i c a l m o d e l s

o f d I r r s d u r i n g t h e r s t 2 G y r s o f e v o l u t i o n ( H e n s l e r e t a l . 2 0 0 4 ) . C o m p a c t

n a r r o w e m i s s i o n - l i n e g a l a x i e s ( a b b r e v i a t e d a s C N E L G s ) t h a t s e e m t o r e p r e s e n t

s i m i l a r s t a r b u r s t i n g o b j e c t s a t i n t e r m e d i a t e r e d s h i f t s h a v e a l r e a d y r e a c h e d s o -

l a r o x y g e n v a l u e s b u t w i t h a n a v e r a g e l o g ( N / O ) b y 0 . 3 t o 0 . 4 d e x l o w e r t h a n

s o l a r ( K o b u l n i c k y & Z a r i t z k y 1 9 9 9 ) . T h e l o c a t i o n o f d I r r s o n t h e S N P l i n e i s

d e t e r m i n e d b y t h e i r e e c t i v e y i e l d . A n d i n t h e c a s e o f d i e r e n t i a l O l o s s , t h e i r

e v o l u t i o n a r y p a t h i n t h i s d i a g r a m w o u l d g o t o t h e u p p e r l e f t , i . e . i n t o a z o n e

a v o i d e d b y r e a l o b j e c t s .

L o c a l G r o u p d I r r s g a t h e r a g a i n a r o u n d l o g ( N / O ) - 1 . 5 b u t a t 1 2 + l o g ( O / H )

o f a l m o s t 8 . 2 , b y t h i s a t t h e l o w e r e n d o f t h e S N P l i n e ( S k i l l m a n , B o m a n s , &

K o b u l n i c k y 1 9 9 7 ) .

F o r t h e p r e s e n t c o n d i t i o n s o f d I r r s t h i s m e a n s : b e c a u s e t h e y c o n t a i n a n o l d

s t e l l a r p o p u l a t i o n t h a t h a s p o l l u t e d t h e I S M w i t h t h e e l e m e n t s u n d e r c o n s i d e r -

a t i o n a n d e v e n w i t h d i e r e n t e e c t i v e y i e l d s d u e t o g a s l o s s b y g a l a c t i c w i n d s ,

t h e y m u s t h a v e p a s s e d t h e o b s e r v e d r a n g e o f l o g ( N / O ) { 1 2 + l o g ( O / H ) t o t h e

r i g h t - h a n d s i d e .

I n d E s a n d d S p h s , w h i c h a r e d e v o i d o f g a s , t h e m o d e r a t e - t o - l o w m e t a l l i c i t i e s

c a n o n l y b e u n d e r s t o o d , i f t h e S F h a s b e e n c e a s e d d u e t o t h e e x p u l s i o n o f

t h e r e m a i n i n g g a s r e s e r v o i r . T h e r e p e t i t i v e S F e p o c h s i n s o m e d S p h s ( H o d g e

1 9 8 9 ) c a n b e o n l y u n d e r s t o o d i f s o m e g a s h a s b e e n k e p t b o u n d a n d f a l l e n b a c k

( H e n s l e r , T h e i s , & G a l l a g h e r 2 0 0 3 ) . T h a t i n t h e C a r i n a d S p h a l s o a f e w S F

e v e n t s h a v e o c c u r r e d ( S m e c k e r - H a n e e t a l . 1 9 9 4 ) b u t d i d n o t l e a d t o a n i n c r e a s e

o f t h e m e t a l l i c i t y , o n t h e o t h e r h a n d , r e q u i r e s t h e i n f a l l o f u n p r o c e s s e d a n d t h u s

e x t e r n a l g a s .

4 . T h e C h e m i c a l E v o l u t i o n w i t h G a s I n f a l l

F r o m m o r e s e n s i t i v e o b s e r v a t i o n s a n d r e n e d d a t a a n a l y s e s t h e r e i s g r o w i n g

e v i d e n c e t h a t d I r r s a r e e n v e l o p e d b y H i r e s e r v o i r s ( e . g . N G C 4 4 4 9 : H u n t e r

e t a l . 1 9 9 8 ; I Z w 1 8 : v a n Z e e e t a l . 1 9 9 8 b ) . S u c h g a s e o u s h a l o s w o u l d h a v e

t w o m a j o r e e c t s , p o s s i b l y f u e l l i n g h i g h S F r a t e s a n d a g g r a v a t i n g s u p e r n o v a -

d r i v e n o u t o w s . T h e r e i s a c l e a r i n d i c a t i o n f o r g a s i n f a l l f r o m a H i r e s e r v o i r i n

N G C 1 5 6 9 ( S t i l & I s r e a l 2 0 0 3 ) w h e r e t w o m a s s i v e s t a r c l u s t e r s a r e f o r m e d o v e r

t h e l a s t 5 0 M y r s ( A l o i s i e t a l . 2 0 0 1 ) . A n o t h e r p o s s i b i l i t y f o r t h e i g n i t i o n o f S B s

i n d I r r s i s j u s t e x p e r i e n c e d b y H e 2 - 1 0 d u r i n g i t s c o l l i s i o n w i t h a n i n t e r g a l a c t i c

g a s c l o u d t h a t p r o d u c i e s s e v e r a l k n o t s o f S S C s ( K o b u l n i c k y e t a l . 1 9 9 5 ) .




8 987 8 8.5 9 9.587.576.5

-1

0

-1

-2

-1

-0.5

0

-1

-1.5

-2

lg(O/H) + 12

l g ( N / O )

F i g u r e 2 . T h e e v o l u t i o n a r y t r a c k s w i t h i n f a l l o f p r i m o r d i a l g a s a n d

f o r d i e r e n t e e c t i v e y i e l d s ( s e e t e x t ) .

I f w e f o l l o w w i t h t h e s a m e y i e l d m o d e l s a n d S F l a w a s H E K b u t w i t h v a r i o u s

e e c t i v e y i e l d s ( 1 . 0 , 0 . 3 , 0 . 1 ) t h e e v o l u t i o n a r y t r a c k s o f d I r r s i n t h e l o g ( N / O )

{ 1 2 + l o g ( O / H ) d i a g r a m a n d , i n a d d i t i o n , a l l o w a f t e r 1 3 G y r s ( a s a n e x t r e m e

c a s e ) f o r a n i n f a l l o f 1 0

6

? 1 0

8

M

p r i m o r d i a l g a s c l o u d s w i t h i n 5 0 0 M y r s , t h e

c h e m i c a l e v o l u t i o n d r i v e s d I r r m o d e l s b a c k t o t h e l e f t . T h e t r a c k s v i s i b l e i n F i g . 2

( d o t s a n d c r o s s e s ) a r e i n e v i t a b l y e x t e n d e d i n O w i t h a w i d e r r a n g e f o r m o d e l s

o f l o w e s t e e c t i v e y i e l d s w h a t , o n t h e o t h e r h a n d , c a n b e t r a n s l a t e d t o b e t h e

l o w e s t m a s s e s . S i n c e t h e t r a c k s a r e m a i n l y h o r i z o n t a l w i t h o u t l o o p s a s p r o d u c e d

i n m o d e l s w h e r e p r i m a r y O a n d s e c o n d a r y N a r e s c h e m a t i c a l l y d i s c o n n e c t e d

( H e n s l e r , K o p p e n , & R i e s c h i c k 1 9 9 9 ) , t h e s c a t t e r i n N / O m i g h t b e c a u s e d b y

d i e r e n t l o c a t i o n s o f t h e o b j e c t s a t t h e b e g i n n i n g o f i n f a l l . T h e t r i a n g u l a r r e g i o n

o f o b s e r v a t i o n s ( H E K a n d F i g . 1 ) i s p r o d u c e d b e c a u s e , r o u g h l y s p e a k i n g , t h e

f r a c t i o n o f i n f a l l i n g g a s i n c r e a s e s f o r g a l a x i e s o f l o w e r m a s s e s ( H e n s l e r & K o p p e n

2 0 0 4 ) .

5 . S t a r - f o r m a t i o n R a t e v s . I n f a l l

S i n c e a l s o g S s a r e e x p o s e d t o i n f a l l i n g H i g a s i n t h e f o r m o f h i g h - v e l o c i t y c l o u d s

a s o b s e r v e d d i r e c t l y w i t h i n o u r M i l k y W a y G a l a x y ( M W G ) , a n d b e c a u s e t h i s

i n f a l l r a t e i s o f t h e o r d e r o f t h e S F r a t e o n e c o u l d b e t e m p t e d t o s p e c u l a t e t h a t

t h e S F i n e q u i l i b r i u m i s n e - t u n e d b y g a s i n f a l l o r e v e n e n h a n c e d f o r s h o r t i n f a l l

e v e n t s . A s a r s t a p p r o a c h , w e c o n s i d e r t h e s y s t e m o f t i m e - d e p e n d e n t e q u a t i o n s

t a k i n g i n t o a c c o u n t t w o g a s p h a s e s , c o o l c l o u d y m e d i u m c a n d h o t g a s g , a n d




t w o s t e l l a r c o m p o n e n t s , m a s s i v e s t a r s s a n d t h e s u m o f l o n g - l i v i n g s t a r s a n d

r e m n a n t s , d e n o t e d a s r .

_ g =

s + E

c

? K

g

_ c = ? ? E

c

+ K

g

+ A

c

_ s = ?

1

s

_ r = ( 1 ? ) +

( 1 ? )

s

_ e

g

= h

S N

s ? g

2

0

( T

g

) + E

c

b

~

T

c

? K

g

b T

g

_ e

c

= h

s ? c

2

0

( T

c

) ? E

c

b T

c

+ K

g

b

~

T

g

? b T

c

+ b T

A

c

A

c

+

1

2

v

2

A

c

A l l v a r i a b l e s r e p r e s e n t d e n s i t i e s b e c a u s e w e f o c u s o u r a n a l y s i s t o a r e g i o n

o f ( 5 0 0 p c )

3

r e p r e s e n t a t i v e f o r t h e I S M o f t h e M W G d i s k i n t h e s o l a r v i c i n i t y .

F o r t h e S F r a t e = C

n

c

n

f ( T ) K o p p e n , T h e i s , & H e n s l e r ( 1 9 9 5 ) h a v e s h o w n

t h a t i n a c l o s e d - b o x m o d e l a n e q u i l i b r i u m s i t u a t i o n i s i n s t a l l e d d u e t o e n e r g e t i c

s e l f - r e g u l a t i o n . A l s o f o r t h e g a s p h a s e t r a n s i t i o n s b y c o n d e n s a t i o n K

g

a n d e v a p -

o r a t i o n E

c

a b a l a n c e r e g u l a t e s t h e S F r a t e ( K o p p e n , T h e i s , & H e n s l e r 1 9 9 8 ) .

A s a n e x t e r n a l p e r t u r b a t i o n g a s i n f a l l o f c o o l g a s c w i t h a d e n s i t y r a t e g i v e n

b y A

c

: =

d M

c

d V d t

i s i n c l u d e d h e r e w i t h i t s i m p a c t o f i n f a l l e n e r g y o n e

c

.

0

( T ) i s

t h e t e m p e r a t u r e - d e p e n d e n t c o o l i n g f u n c t i o n , d e n o t e s t h e f r a c t i o n o f m a s s i v e

s t a r s b u i l t f r o m t h e S F r a t e a n d i s t h e i r a v e r a g e d l i f e t i m e u n t i l t h e y e x p l o d e

a s S N e I I a n d r e l e a s e t h e f r a c t i o n o f t h e s t e l l a r m a s s s t o t h e h o t g a s . I n t h e

e n e r g y e q u a t i o n s ( _ e

g

; _ e

c

) h

S N

a n d h

a r e d e d i c a t e d t o a c c o u n t f o r h e a t i n g b y

m a s s i v e s t a r s , S N e x p l o s i o n s a n d r a d i a t i o n , r e s p e c t i v e l y . T h e g a s t e m p e r a t u r e s

s i g n e d b y a t i l d e a r e r e e c t i n g t h e p e c u l i a r t e m p e r a t u r e s o f t h e e x c h a n g e d g a s

c o m p o n e n t s .

1e-07

1e-06

1e-05

0.0001

0.001

0.01

1000 1050 1100 1150 1200time

S F R

F i g u r e 3 . S t a r - f o r m a t i o n r a t e i n M

/ ( p c

3

M y r s ) e n h a n c e d b y c l o u d s

o f 1 0

4

( d a s h e d ) , 1 0

5

( f u l l ) , 1 0

6

( d o t t e d ) M

f a l l i n g i n w i t h 1 0 k m / s .




T h e c a c u l a t i o n s t a r t s a f t e r a n e q u l i b r i u m i s a d j u s t e d f o r t h i s r e g i o n u n d e r

c o n s i d e r a t i o n , h e r e a f t e r 1 0 0 0 M y r s . S i n c e t h e r e s u l t s a r e d i s c u s s e d q u a n t i t a -

t i v e l y i n a f o r t h c o m i n g c o m p r e h e n s i v e p a p e r ( P a m m , H e n s l e r & K o p p e n 2 0 0 4 )

h e r e w e w i s h t o c o n s i d e r t h e S F r e a c t i o n t o g a s i n f a l l q u a l i t a t i v e l y . A s a q u i c k

i l l u s t r a t i o n F i g . 3 s h o w s t h a t t h e S F - r a t e d e n s i t y i n c r e a s e s i m m e d i a t e l y w i t h t h e

i n f a l l . S i n c e t h e c l o u d s h a v e J e a n s m a s s e s t h e i r m e a n d e n s i t y i s l a r g e r f o r s m a l l e r

m a s s e s , i . e . t h e 1 0

6

M

c l o u d h a s a 1 0 0 t i m e s l a r g e r r a d i u s t h a n 1 0

4

M

a n d

t h u s n e e d s a t c o n s t a n t i n f a l l v e l o c i t y 1 0 0 t i m e s l o n g e r . F o r t h e 1 0

4

M

c l o u d

t h e i n f a l l d u r a t i o n a t 1 0 k m / s a m o u n t s t o 1 . 6 M y r s a n d i s c o n n e c t e d w i t h a

s t e e p i n c r e a s e o f t h e S F r a t e b y a l m o s t 4 o r d e r s o f m a g n i t u d e w i t h r e s p e c t t o

t h e i n i t i a l e q u i l i b r i u m v a l u e . T h i s p e a k i s r e a c h e d o n l y f o r a v e r y t i n y t i m e s c a l e ,

w h i l e t h e s u b s e q u e n t S F r a t e s t i l l r e m a i n s h i g h w i t h a f a c t o r o f 1 0 0 0 a n d d e c l i n e s

t o t h e e q u i l i b r i u m s t a t e o v e r t h e n e x t f e w b i l l i o n y r s . F o r a c l o u d w i t h 1 0

5

M

t h e i n f a l l t a k e s 1 6 . 2 M y r s w i t h a S F r a t e i n c r e a s i n g b y a f a c t o r o f 3 0 h i g h e r .

B e c a u s e o f i t s l o w d e n s i t y , t h e 1 0

6

M

c l o u d r a i s e s t h e S F r a t e o n l y s m o o t h l y

o v e r 1 6 2 M y r s a n d t h e n l e v e l s o a t a l m o s t t h e e q u i l i b r i u m v a l u e .

S i n c e t h e m o d e l i s d e a l i n g w i t h a n i s o l a t e d r e g i o n t h e i n s e r t e d o v e r p r e s s u r e

b y s t e l l a r e n e r g y r e l e a s e d u r i n g a S B , t h a t w o u l d o t h e r w i s e b e r e l a x e d b y a n

e x p a n s i o n o f h o t g a s , t h e s u b s e q u e n t S F e v o l u t i o n h e r e c o u l d b e f a l s i e d . T h e

r e s u l t s s h o u l d t h e r e f o r e b e t r e a t e d w i t h c a u t i o n a n d o n l y p r o v i d e a q u a l i t a t i v e

i n s i g h t i n t o t h e t r i g g e r i n g o f S F b y c l o u d i n f a l l .

6 . G a s M i x i n g b e t w e e n I n f a l l a n d O u t o w

I n r e a l i t y t h e a b o v e - m e n t i o n e d S B D G s c a n b e c h a r a c t e r i z e d b y b o t h i n f a l l i n g

H i g a s a n d e x p a n d i n g h o t g a s b u b b l e s . B e c a u s e o f t h e l o c a l c o e x i s t e n c e o f b o t h

g a s p h a s e s a n d d u e t o t h e t u r b u l e n c e a n d f r a g m e n t a t i o n i n s u p e r b u b b l e s h e l l s

t h e f r e s h l y r e l e a s e d S N I I e l e m e n t s a r e m i x e d i n t o t h e c o o l g a s . W e h a v e t r a c e d

t h e p a t h o f S N I I e l e m e n t s i n a 1 0

9

M

c h e m o - d y n a m i c a l d I r r m o d e l ( d e s c r i b e d

i n R i e s c h i c k & H e n s l e r 2 0 0 3 ) a n d a n a l y s e d w i t h r e s p e c t t o t h e l o c a l g a s m i x i n g

a n d m e t a l t r a n s p o r t f r o m t h e h o t i n t o t h e c o o l g a s p h a s e . T h e r e s u l t s i n F i g . 4

s h o w t h a t a l m o s t 2 5 % o f t h e m e t a l s p r o d u c e d i n m a s s i v e s t a r s a r e d e p o s i t e d

c l o s e t o t h e S F s i t e s t h e m s e l v e s a n d , b y t h i s , l e a d t o a l o c a l s e l f - e n r i c h m e n t

w i t h i n 1 k p c o n t y p i c a l t i m e s c a l e s i n t h e r a n g e o f 1 0 M y r s . T h e r e m a i n i n g 3 / 4

o f p r o d u c e d S N I I m e t a l s a r e c a r r i e d a w a y f r o m t h e S F r e g i o n b y t h e e x p a n s i o n

o f h o t s u p e r b u b b l e g a s . N e v e r t h e l e s s , t h i s h a s i n c o r p o r a t e d e v a p o r a t e d c l o u d s

( H e n s l e r e t a l . 1 9 9 9 ) . S i n c e t h e c l o u d s a l s o c o n s i s t o f e l e m e n t s f r o m i n t e r m e d i a t e -

m a s s s t a r s o f a n o l d e r p o p u l a t i o n , i . e . c a r b o n a n d n i t r o g e n , t h e N / O r a t i o o f

s u b s e q u e n t l y e m e r g i n g H i i - r e g i o n s i s d e t e r m i n e d b y t h i s m i x i n g e e c t . B e c a u s e

o f t h e ( a t l e a s t a d i a b a t i c ) c o o l i n g o f h o t g a s i t s c o n d e n s a t i o n o n t o i n f a l l i n g

c l o u d s l e a d t o t h e i r p o l l u t i o n s . F r o m F i g . 4 o n e c a n d i s c e r n t h a t t h i s a m o u n t o f

m e t a l d e p o s i t i o n o n t o c l o u d s i n c r e a s e s r e a s o n a b l y w i t h d i s t a n c e a c c o r d i n g t o t h e

g r o w i n g c o o l i n g a n d r e a c h e s u p t o a d i s t a n c e o f 1 5 k p c f r o m t h e d I r r ' s c e n t e r .

A l t h o u g h t h e m e t a l s a r e t h u s n o t d i r e c t l y e x p e l l e d f r o m a d I r r b y t h e g a l a c -

t i c w i n d b u t i n c o r p o r a t e d i n t o i n f a l l i n g c l o u d s , t h e c i r c u l a t i o n t i m e s c a l e f o r t h e

m e t a l e n r i c h m e n t v i a c o n d e n s a t i o n a n d r e t u r n i n c l o u d s c a n l a s t f r o m 1 G y r

a t 3 k p c t o 1 0 G y r s f r o m a b o v e 1 0 k p c ( F i g . 5 ) . T h i s i s d u e t o t h e l o w i n o w

v e l o c i t i e s o f a f e w k m / s o n l y t h a t a r e c a u s e d b y t h e p e r m a n e n t c o m p e n s a t i o n o f




F i g u r e 4 . L o c a l m e t a l d e p o s i t i o n f r o m h o t s u p e r n o v a t y p e I I g a s

t h a t e x p a n d s a s g a l a c t i c w i n d i n a 1 0

9

M

d I r r c h e m o d y n a m i c a l m o d e l

( R i e s c h i c k & H e n s l e r 2 0 0 1 ) . T h e c o l u m n s o f h i s t o g r a m a r e e v a l u a t e d o n

t h e l e f t - h a n d s c a l e a n d r e v e a l t h e l o c a l f r a c t i o n , w h i l e t h e a c c u m u l a t e d

d e p o s i t i o n i s d i s p l a y e d a s g r e y a r e a ( r i g h t - h a n d s c a l e ) . F o r d e t a i l s s e e

t e x t .

t h e g r a v i t a t i o n a l a c c e l e r a t i o n o f c l o u d s b y m e a n s o f o u t o w i n g g a s . I f o n e t a k e s

i n t o a c c o u n t t h a t w i d e l y d i s t r i b u t e d g a s i n d I r r s c a n b e s t r i p p e d o b y t h e I C M

o r b y t i d a l e e c t s b e c a u s e i t i s o n l y l o o s e l y b o u n d , e . g . s t i l l 3 0 % o f t h e m e t a l s

f r o m S N e I I a r e t r a n s f e r r e d t o t h e c o o l g a s w i t h i n a d i s t a n c e o f 5 k p c a n d t h u s

f a l l i n g b a c k . T h e r e b y , h y d r o d y n a m i c a l m o d e l s t h a t i n v e s t i g a t e t h e e x p a n s i o n

o f h o t S N I I g a s a l o n e a s t r a c e r o f t h e m e t a l d i s p e r s a l , b u t n e g l e c t s m a l l - s c a l e

m i x i n g e e c t s , o v e r e s t i m a t e t h e t o t a l m e t a l l o s s f r o m t h e g a l a x y ( T e n o r i o - T a g l e

1 9 9 6 ) l o c a l m i x i n g b e t w e e n g a s p h a s e b y m e a n s o f t u r b u l e n c e a n d c o n d e n s a t i o n

n e e d s o n l y s e v e r a l t e n M y r s .

7 . C o n c l u s i o n

B e c a u s e o f t h e i r l o w g r a v i t a t i o n a l e n e r g i e s d w a r f g a l a x i e s a r e s t r o n g l y e x p o s e d

t o e n e r g e t i c i n u e n c e s f r o m i n t e r n a l a n d e x t e r n a l s o u r c e s . S i n c e t h e r e i s s t r i k i n g

e v i d e n c e t h a t a t l e a s t s o m e o f t h e a c t i v e l y S F d I r r s a r e a e c t e d b y g a s i n f a l l w h i l e

d S p h s m u s t h a v e l o s t t h e i r g a s c o n t e n t b e f o r e u s i n g i t u p b y S F , t h e e v o l u t i o n

o f l o w - m a s s g a l a x i e s i s i n t i m a t e l y c o u p l e d w i t h t h e e n v i r o n m e n t a l i n t e r f e r e n c e .

N o t o n l y g a s i n f a l l f r o m t h e I C M , b u t a l s o g a s e x c h a n g e b y m e a n s o f g a l a c t i c

o u t o w s , s t r i p p i n g o f h a l o g a s i n a r e l a t i v e l y m o v i n g I C M a s w e l l a s t i d a l e e c t s




F i g u r e 5 . M e a n i n f a l l v e l o c i t y o f c l o u d s ( t h i c k l i n e , l e f t s c a l e ) f r o m

a n H i r e s e r v o i r i n a 1 0

9

M

d I r r c h e m o d y n a m i c a l m o d e l ( R i e s c h i c k

& H e n s l e r 2 0 0 3 ) a n d t h e c o r r e s p o n d i n g f a l l - b a c k t i m e o f m e t a l s ( g r e y

l i n e , r i g h t s c a l e ) p r o d u c e d b y a f o r m e r g e n e r a t i o n o f m a s s i v e s t a r s . T h e

m e t a l s a r e e x p e l l e d f r o m t h e d I r r b y a g a l a c t i c w i n d , c o n d e n s e d o n t h e

i n f a l l i n g c l o u d s , a n d r e t u r n i n g s m o o t h l y i n c o r p o r a t e d i n t o t h e c l o u d s .

a r e t h u s m o s t i m p o r t a n t i n u e n c e s o n t h e e v o l u t i o n o f D G b u t a l s o f o r m o r e

m a s s i v e o n e s .

W e h a v e s e e n f o r a f e w s p e c i a l s i t u a t i o n s c o l l e c t e d i n t h i s p a p e r t o w h a t

e x t e n t e . g . t h e c h e m i c a l a b u n d a n c e s a n d t h e S F r a t e w i l l b e a e c t e d b y s h o r t

e p i s o d e s o f i n f a l l i n g c l o u d s . F u r t h e r m o r e , g a s p h a s e s a r e n e i t h e r d y n a m i c a l l y n o r

e n e r g e t i c a l l y d e c o u p l e d b u t e x c h a n g e m o m e n t u m , e n e r g y a n d g a s . I n p a r t i c u l a r ,

g a s m i x i n g p r o c e s s e s d e t e r m i n e t h e t i m e s c a l e s f o r r e c y c l i n g o f t h e I S M a n d i t s

i n t e r p l a y w i t h t h e I C M a n d m u s t b e i n v e s t i g a t e d i n f u l l d e t a i l s .

A c k n o w l e d g m e n t s . P a r t s o f t h i s p r o j e c t a r e s u p p o r t e d b y t h e D e u t s c h e

F o r s c h u n g s g e m e i n s c h a f t ( D F G ) u n d e r g r a n t s n o . H E 1 4 8 7 / 2 3 ( A R ) . G H a c -

k n o w l e d g e s n a n c i a l s u p p o r t b y a D F G t r a v e l g r a n t n o . H E 1 4 8 7 / 3 1 f o r t h e

a t t e n d a n c e o f t h e G A 2 0 0 3 i n S y d n e y a n d t h a n k s t h e o r g a n i z e r s o f t h i s S y m p o -

s i u m f o r t h e i r i n v i t a t i o n .

R e f e r e n c e s

A l o i s i , A . , T o s i , M . , & G r e g g i o , L . 1 9 9 9 , A J , 1 1 8 , 3 0 2

B a b u l , A . & R e e s , M . J . 1 9 9 2 , M N R A S , 2 5 5 , 3 4 6

B r a d a m a n t e , F . , M a t t e u c c i , F . , & D ' E r c o l e , A . 1 9 9 8 , A & A , 3 3 7 , 3 3 8

B u r k e r t , A . 1 9 9 5 , A p J , 4 4 7 , L 2 5

F e r r a r a , A . & T o l s t o y , E . 2 0 0 0 , M N R A S , 3 1 3 , 2 9 1

G a r n e t t , D . R . 1 9 9 0 , A p J , 3 6 0 , 1 4 2

G a r n e t t , D . R . 2 0 0 2 , A p J , 5 8 1 , 1 0 1 9



1 0 H e n s l e r e t a l .

H e c k m a n , T . M . , D a h l e m , M . , L e h n e r t , M . D . , e t a l . 1 9 9 5 , A p J , 4 4 8 , 9 8

H e n r y , R . B . C . , E d m u n d s , M . G . , & K o p p e n , J . 2 0 0 0 , A p J , 5 4 1 , 6 6 0 ( H E K )

H e n s l e r , G . & K o p p e n , J . 2 0 0 4 , A & A , i n p r e p .

H e n s l e r , G . & R i e s c h i c k , A . 2 0 0 2 , i n A S P C o n f . S e r . V o l . 2 8 5 , M o d e s o f S t a r

F o r m a t i o n , e d . E . G r e b e l & W . B r a n d n e r , ( S a n F r a n c i s c o : A S P ) , 3 4 1

H e n s l e r , G . , D i c k o w , R . , J u n k e s N . , G a l l a g h e r J . S . 1 9 9 8 , A p J , 5 0 2 , L 1 7

H e n s l e r , G . , R e c c h i , S . , K o p p e n , J . , R i e s c h i c k , A . 2 0 0 4 , i n H i g h l i g h t s o f A s t r o n -

o m y , V o l . 1 3 , e d . O . E n g v o l d , i n p r e s s

H e n s l e r , G . , R i e s c h i c k , A . , & K o p p e n , J . 1 9 9 9 , i n A S P C o n f . S e r . V o l . 1 8 7 ,

T h e E v o l u t i o n o f G a l a x i e s o n C o s m o l o g i c a l T i m e s c a l e s , e d . J . B e c k m a n

& T . J . M a h o n e y , ( S a n F r a n c i s c o : A S P ) , 2 1 4

H e n s l e r , G . , T h e i s , C . , & G a l l a g h e r , J . S . , I I I . 2 0 0 3 , A & A , s u b m i t t e d

H o d g e , P . W . 1 9 8 9 , A R A & A , 2 7 , 1 3 9

H u n t , L . , T h u a n , T . X . , & I z o t o v , Y . I . 2 0 0 3 , A p J , 5 8 8 , 2 8 1

I z o t o v , J . , & T h u a n , T . X . T . 1 9 9 9 , A p J , 5 1 1 , 6 3 9

K o b u l n i c k y , H . A . , & Z a r i t z k y , D . 1 9 9 9 , A p J , 5 1 1 , 1 1 3

K o p p e n , J . , T h e i s , C . , & H e n s l e r , G . 1 9 9 5 , A & A , 2 9 6 , 9 9

K o p p e n , J . , T h e i s , C . , & H e n s l e r , G . 1 9 9 8 , A & A , 3 2 8 , 1 2 1

K u n t h , D . & S a r g e n t , W . L . W . 1 9 8 6 , A p J , 3 0 0 , 4 9 6

M a c L o w , M . - M . & F e r r a r a , A . 1 9 9 9 , A p J , 5 1 3 , 1 4 2

M a r c o n i , G . , M a t t e u c c i , F . , & T o s i , M . 1 9 9 4 , M N R A S , 2 7 0 , 3 5

M a r l o w e , A . T . , H e c k m a n , T . M . , W y s e , R . F . G . , S c h o m m e r R . 1 9 9 5 , A p J , 4 3 8 ,

5 6 3

M a r t i n , C . L . 1 9 9 9 , A p J , 5 1 3 , 1 5 6

M a r t i n , C . L . , K o b u l n i c k y , H . A . , & H e c k m a n , T . M . 2 0 0 2 , A p J , 5 7 4 , 6 6 3

M a t t e u c c i , F . & T o s i , M . 1 9 9 5 , M N R A S , 2 1 7 , 3 9 1

M e u r e r , G . R . , F r e e m a n , K . C . , D o p i t a , M . A . , e t a l . 1 9 9 2 , A J , 1 0 3 , 6 0

P a g e l , B . E . P . 1 9 8 5 , i n " P r o d u c t i o n a n d D i s t r i b u t i o n o f C , N , O E l e m e n t s " , e d .

I . J . D a n z i g e r , F . M a t t e u c c i , & K . K j a r , 1 5 5

P a g e l B . E . J . , 1 9 9 7 , N u c l e o s y n t h e s i s a n d C h e m i c a l E v o l u t i o n o f G a l a x i e s , C a m -

b r i d g e U n i v e r s i t y P r e s s

P a m m , J . , H e n s l e r , G . , & K o p p e n , J . , 2 0 0 4 , A & A , i n p r e p .

P i l y u g i n , L . S . 1 9 9 2 , A & A , 2 6 0 , 5 8

R i e s c h i c k , A . , & H e n s l e r , G . 2 0 0 0 , i n A S P C o n f . S e r . V o l . 2 1 5 , P r o c . I I I . H a r o

C o n f . , C o s m i c E v o l u t i o n a n d G a l a x y F o r m a t i o n : S t r u c t u r e , I n t e r a c t i o n s ,

a n d F e e d b a c k , e d . J . F r a n c o e t a l . , ( S a n F r a n c i s c o : A S P ) , 1 3 0

R i e s c h i c k , A . , & H e n s l e r , G . 2 0 0 3 , A & A , s u b m i t t e d

S k i l l m a n , E . D . , B o m a n s , D . J . , & K o b u l n i c k y , H . A . 1 9 9 7 , A p J 4 7 4 , 2 0 5

S m e c k e r - H a n e , T . A . , S t e t s o n , P . B . , H e s s e r , J . E . , e t a l . , 1 9 9 4 , A J , 1 0 8 , 5 0 7

S t i l , J . M . & I s r e a l , F . P . 2 0 0 3 , A & A , 3 9 2 , 4 7 3

S u c h k o v , A . A . , B a l s a r a , D . S . , H e c k m a n , T . M . , L e i t h e r e r , C . 1 9 9 4 , A p J , 4 3 0 , 5 1 1

T e n o r i o - T a g l e , G . 1 9 9 6 , A J , 1 1 1 , 1 6 4 1

T o s i , M . , S a b b i , E . , B e l l a z z i n i , M . , e t a l . 2 0 0 1 , A J , 1 2 2 , 1 2 7 1

v a n Z e e , L . 2 0 0 1 , A J , 1 2 1 , 2 0 0 3

v a n Z e e , L . , S a l z e r , J . J . , H a y n e s M . P . 1 9 9 8 a , A p J , 4 9 7 , L 1

v a n Z e e , L . , W e s t p h a l , D . , H a y n e s M . P . , S a l z e r , J . J . 1 9 9 8 b , A J , 1 1 5 , 1 0 0 0

Gerhard Hensler et al- Gas Mixing, Gas Cycles and the Chemical Evolution of Dward Irregular Galaxies

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