星系中尘埃衰减律变化的一种理论

在本文中，我们通过将大量宇宙学“zoom-in”星系形成模拟与三维蒙特卡洛尘埃辐射转移计算相结合，为星系中尘埃衰减律形状与隆起强度的变化起源提供了一个物理模型。我们模拟了跨越 3 个数量级恒星质量的星系，范围从类银河系系统到高红移大质量星系。关键的是，在这些计算中我们在所有情形下采用恒定的底层尘埃消光律，并考察几何与辐射转移效应如何影响所得衰减曲线。我们的主要结果如下。尽管使用了恒定尘埃消光曲线，我们发现所得衰减律存在剧烈变化。归一化衰减律的斜率主要取决于星-尘几何的复杂性。未受遮蔽年轻恒星比例的增加使归一化曲线变平，而未受遮蔽年老恒星比例的增加使曲线变陡。与我们的模型衰减律斜率类似，我们发现 2175 埃紫外（UV）隆起强度存在剧烈变化，包括一组几乎无隆起的曲线。这些隆起强度主要受我们模型中未受遮蔽 O 与 B 型恒星比例的影响，散射光的作用仅为次要效应。综合来看，这些结果导致了衰减曲线斜率与 2175 埃隆起强度之间的自然关系。最后，我们将这些结果应用于一个 25 Mpc/h 盒子的宇宙学流体动力学模拟，以模拟 z=0-6 整数红移处衰减律的预期弥散。低红移处预期有显著弥散，并随红移趋近 z=6 而减小。我们提供了所有红移处最佳拟合中位衰减律的列表结果。