类银河系星系中的尘埃形成

我们介绍了一种在移动网格代码 AREPO 中实现的用于宇宙学模拟的尘埃模型，并提出一套宇宙学流体动力学放大模拟，以研究星系晕内的尘埃形成。我们的模型考虑了尘埃的恒星产生、气相金属在已有尘埃颗粒上的吸积、通过局部超新星活动对尘埃的破坏，以及由恒星形成区风驱动的尘埃。我们发现，要重现观测到的尘埃-金属丰度关系，需要精确的恒星和活动星系核反馈，且尘埃增长在很大程度上主导了尘埃破坏。我们的模拟预测的星际介质尘埃含量与 $z = 0$ 处观测到的标度关系一致，包括尘埃-气体比与金属丰度、尘埃质量与气体质量、尘埃-气体比与恒星质量、以及尘埃-恒星质量比与气体分数之间的标度关系。我们发现，在 $z = 0$ 处约三分之二的尘埃源自 II 型超新星，而对于 $z \gtrsim 5$，来自渐近巨星支恒星的贡献低于 20%。虽然我们的类银河系星系样本形成的尘埃与许多关键观测量吻合良好，但它预测了环星系介质中较高的尘埃-金属比，这促使需要对颗粒的热溅射和尘埃冷却通道进行更真实的处理。