早期宇宙尘埃性质的实证研究

我们对早期宇宙（$4 < z < 8$）中 17 个星系的尘埃连续谱发射性质进行了实证分析，其远红外（FIR）光谱能量分布（SED）取自文献并采样良好。我们通过与近邻恒星形成星系、亮红外星系（LIRGs）和类星体的样本自洽比较，将结果置于背景中。除两个源外，我们发现尘埃发射率指数在宇宙时间内无显著演化，在 $z > 4$ 测得一致值 $\beta_\text{IR} = 1.8 \pm 0.3$，表明大多数星系的有效尘埃性质并未剧烈改变。尽管恒星质量相当，我们发现高红移星系在尘埃温度（$T_\text{dust} > 40 \, \mathrm{K}$）和红外光度（$L_\text{IR} > 10^{11} \, \mathrm{L_\odot}$）上类似于甚至比 HERUS 样本中的 LIRGs 更极端。我们发现尘埃温度向高红移温和演化，而 LIRGs 与类星体呈现升高温度，表明存在更高效和/或额外的加热机制。在可行处，我们将恒星质量估计与推断的尘埃质量比较，其与尘埃温度的简并只能由约束良好的 SED 缓解。仅在一半情形中尘埃产额可仅由超新星解释，四个源（$44\%$）显著超过高度乐观产额 $M_\text{dust} \approx 0.01 M_*$。我们讨论此明显不一致的可能解释及高红移星系尘埃性质测量中的潜在观测偏差，包括当前 IR 亮样本中的偏差。