L-Galaxies 星系形成半解析模型中的详细尘埃建模

我们在 L-Galaxies 半解析模型中实现了一个详细的尘埃模型，包括：由 II 型和 Ia 型超新星（SNe）以及 AGB 星注入尘埃；分子云中的晶粒增长；以及由超新星激波、恒星形成和再加热引起的破坏。我们的晶粒增长模型分别跟踪分子云和云间介质的尘埃含量，并只允许在已有尘埃颗粒上增长。在早期，这会对尘埃增长率产生显著影响。在 $z\sim8$ 以上，II 型超新星是尘埃的主要来源，而在 $z\sim8$ 以下，分子云中的晶粒增长占主导，且总尘埃含量在 $z\sim6$ 以下由后者主导。然而，星系形成的详细历史对确定任何单个星系的尘埃含量十分重要。我们引入了一个尘埃—金属比（DTM）随金属丰度和年龄变化的拟合，可用于推导任意红移处星系的 DTM 比。在 $z\lesssim3$，我们发现金属丰度与 DTM 之间相当平坦的平均关系，以及金属丰度与尘埃—气体比（DTG）之间的正相关，与观测关系的形状和归一化吻合良好。我们还匹配了 $0-4$ 红移范围内观测的恒星质量—尘埃质量关系的归一化，以及 $z=0$ 处的尘埃质量函数。我们的结果对解释跨宇宙时间的星系尘埃含量观测具有重要意义，尤其在红移较高时。