Cosmic Dawn III 模拟中高红移星系的尘埃-紫外偏移
星系天体物理
2025-11-19 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
最近的观测揭示了在 z=5-7 的星系中，ALMA 尘埃连续谱与 HST 和 JWST 所见的紫外辐射之间存在令人费解的空间差异（例如 ALPINE 和 REBELS 巡天），这促使我们对此类偏移提出物理解释。我们利用 Cosmic Dawn III (CoDa III) 模拟来研究这些偏移，这是一个最先进的、包含动态尘埃模型的全耦合辐射流体动力学宇宙学模拟。首先，我们发现我们模拟的尘埃质量，虽然经过校准以匹配观测值，却产生了不切实际的大紫外衰减。事实上，仅使用 CoDa III 星系中 7.5% 的尘埃含量就能最好地再现亮端星系的紫外光度函数。通过这种重新校准，我们获得了与 ALPINE 和 REBELS 星等及紫外斜率相匹配的大质量星系族群，但其尘埃质量比观测到的要小。在此框架下，我们还发现大质量、紫外明亮的星系（M_DM > 10^11.5 M_⊙, M_* > 10^10 M_⊙, M_AB1600 < -21.5）中存在显著的尘埃-紫外偏移，对于最大质量的系统，偏移可达约 2 pkpc。我们的分析表明，这些偏移主要源于星系中心严重的尘埃消光，而非尘埃与恒星质量分布之间的错位。在 CoDa III 的空间分辨率（z=6 时为 1.65 pkpc）下，尘埃在大多数情况下与主体恒星成分保持良好对齐，因此我们预测尘埃连续谱应与受尘埃衰减影响较小的恒星静止系近红外成分良好对齐。这项研究强调了尘埃在塑造早期星系紫外波段外观方面的重要性，即使早在再电离纪元也是如此。
引用
@article{arxiv.2409.05946,
title = {Dust-UV offsets in high-redshift galaxies in the Cosmic Dawn III simulation},
author = {Pierre Ocvirk and Joseph S. W. Lewis and Luke Conaboy and Yohan Dubois and Matthieu Bethermin and Jenny G. Sorce and Dominique Aubert and Paul R. Shapiro and Taha Dawoodbhoy and Joohyun Lee and Romain Teyssier and Gustavo Yepes and Stefan Gottlöber and Ilian T. Iliev and Kyungjin Ahn and Hyunbae Park},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.05946},
year = {2025}
}
备注
12 pages, 9 figures, first revision submitted to A&A