再电离时期的尘埃星系：模拟研究

近期在再电离时期（红移 $z>6$）深处发现的尘埃星系，对这些原始系统中星际介质的性质提出了严峻挑战。通过结合最先进的水动力学与尘埃辐射转移模拟，我们针对近期发现的尘埃星系 A2744_YD4（$z=8.38$，Laporte 等 2017）来探讨这些问题。我们表明，只有采用相对于 Laporte 等（2017）推断值不同的物理值，才能重现观测到的光谱能量分布（SED），即恒星形成率 $\mathrm{SFR} = 78\;\rm M_\odot \rm yr^{-1}$，比由简单光谱能量分布拟合推得的值高约 4 倍。在此情形下我们发现：(a) 尘埃消光（对应 $\tau_V=1.4$）与银河系消光曲线一致；(b) 尘埃—金属比很低，$f_\mathrm{d} \sim 0.08$，意味着早期尘埃形成效率相当低；(c) 光度加权平均尘埃温度很高，$T_d=91\pm 23\, \rm K$，这是强烈（约 100 倍银河系）的星际辐射场所致；(d) 由于高 $T_d$，ALMA Band 7 的探测可由有限的尘埃质量 $M_d=1.6\times 10^6$M$_\odot$ 解释。最后，高尘埃温度或可解决近期由 IRX-$\beta$ 关系推得的高红移星系反常低红外超出之谜。