FIRE 余烬：基于 FIRE 模型局域星系中尘埃粒子尺度演化

我们引入一种新的离散化尘埃粒子尺度演化模型，纳入 GIZMO 代码中并与 FIRE-3 星际反馈与ISM物理耦合，探讨局域星系中观测到的尘埃丰度、化学组成与粒子尺度的变化。该模型跟踪特定尘埃物种的尺度演化，并包括星际尘埃生产、通过气相金属沉积的尘埃生长、沉积、超新星冲击与吸积、尘埃碰撞粉碎与凝聚、以及湍流尘埃扩散。通过理想化星系仿真，我们测试每种尘埃过程对MW尘埃特性的依赖性，发现该模型独特地预测出双峰型尘埃尺度分布。这种双峰性源于仿真能够分辨每个尘埃过程并在ISM中确定其发生位置，与其他研究不同。我们发现局域星系的尘埃丰度由尘埃生长与破坏决定，對凝聚或粉碎影响甚微，这解释了为何不包含这些过程的模型仍能匹配丰度观测。我们还发现局域星系的消光曲线斜率变化由凝聚决定，凝聚效率不足会导致曲线变陡。然而，效率不足的凝聚也会导致消光曲线峰值更强，而观测中并未见及此现象。我们也未能预测出极小（<1 nm）碳性尘埃群体，这类尘埃是 MIR 发射特征所必需，因其通过沉积迅速生长。上述结果凸显了“自下而上”PAH 从既有尘埃中形成，以抑制碳性尘埃生长的可能必要性。