尘埃之地：从银河系到矮质量星系中星系尘埃种群的演化

观测表明，尘埃种群在星系之间以及星系内部都存在差异，暗示着一个复杂的生命周期和演化历史。在此，我们利用来自真实环境中的反馈（FIRE）项目的一套宇宙学缩放模拟来研究星系尘埃种群在宇宙时间尺度上的演化，这些模拟覆盖了 M_vir = 10^{9-12} M⊙；M_* = 10^{6-11} M⊙ 的范围。我们的模拟包含了一个尘埃演化模型，该模型考虑了尘埃产生、增长和破坏的主要来源，并追踪了特定尘埃种类的演化。我们模拟套件中的所有星系尘埃种群都展现出相似的演化历史，其中气体-尘埃吸积是所有但最贫金属星系中尘埃质量的主要生产者。与先前的工作类似，我们发现高效的气体-尘埃吸积开始于一个'临界'金属丰度阈值（Z_crit）之上。由于这个阈值，我们的模拟重现了观测到的星系 D/Z 与金属丰度之间的趋势以及 ISM 中的元素 depletion 趋势。然而，我们发现 Z_crit 因尘埃种类而异，这是由于关键元素丰度、尘埃物理性质以及生命周期过程的差异，导致金属铁、硅酸盐和碳质尘埃的 Z_crit 分别约为 0.05 Z⊙、0.2 Z⊙ 和 0.5 Z⊙。这些变化可以解释在麦哲伦云中观测到的缺乏小碳质颗粒的现象。我们还发现，在气体-尘埃吸积开始与尘埃种群达到平衡之间存在一个延迟，我们称之为平衡时标（τ_eq）。τ_eq 与星系金属增丰时标之间的关系（由星系近期的演化历史决定）可以贡献于观测到的星系 D/Z 与金属丰度之间关系的 scatter。