从红移z ~ 1到9的尘埃衰减曲线的多样性与演化
星系天体物理
2026-03-16 v3
摘要
紫外-可见尘埃衰减曲线是解释星系本征属性的关键，提供关于尘埃颗粒及其相对于星体几何结构的洞见。本文利用来自三个JWST/NIRCam光栅探测的~3800颗星系的红移z~1-9样本，约束紫外-可见斜率，以刻画星际尘埃衰减曲线的多样性与红移演化，并洞察尘埃生产与演化在高红移阶段的机制。该样本来源于GOODS和A2744场的三个JWST/NIRCam光栅探测，配有丰富的JWST/NIRCam和HST光度数据。结合红移和发射线通量约束，我们采用灵活的尘埃模型使用Prospector SED拟合代码。我们发现，衰减曲线斜率随Av值在所有红移阶段都有显著变化，随着衰减增大，曲线趋于平坦。我们发现，衰减曲线斜率与面积或轴比无明显相关性，关于质量和星形成率的趋势主要由其与Av的相关性所主导。我们发现，在固定Av条件下，曲线随红移升高而趋于平坦。平均而言，本文推导的衰减曲线比z~0时期的曲线以及SMC曲线更平缓。最高红移的星系（z=7-9，124颗星系，是现有研究中样本量最大的）显示出比Calzetti曲线更平缓的斜率，这暗示了紫外遮蔽较低且红外光度小于预期SMC尘埃曲线所致，低估约一个数量级。将尘埃生长耦合到气体化学富集的流体动力学模拟成功复现了高低红移星系在斜率-Av图中的不同轨迹，表明在早期时期，尘埃主要来自超新星喷射的大颗粒，由于ISM加工有限而占主导。
引用
@article{arxiv.2509.01795,
title = {Diversity and Evolution of Dust Attenuation Curves from Redshift z ~ 1 to 9},
author = {Irene Shivaei and Rohan P. Naidu and Francisco Rodriguez Montero and Kosei Matsumoto and Joel Leja and Jorryt Matthee and Benjamin D. Johnson and Pascal A. Oesch and Jacopo Chevallard and Angela Adamo and Sarah Bodansky and Andrew J. Bunker and Alba Covelo Paz and Claudia Di Cesare and Eiichi Egami and Lukas J. Furtak and Kasper E. Heintz and Ivan Kramarenko and Romain A. Meyer and Naveen A. Reddy and Pierluigi Rinaldi and Sandro Tacchella and Alberto Torralba and Joris Witstok and Michael A. Wozniak and Mengyuan Xiao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.01795},
year = {2026}
}
备注
Accepted for publication in A&A