粒径分布对星际尘埃质量增长的影响
宇宙学与河外天体物理
2015-05-28 v1 星系天体物理
摘要
星际云中通过吸积金属而发生的尘埃颗粒增长（称为“颗粒增长”）可能是决定星系中尘埃含量的主导过程之一。本文论证了粒径分布对颗粒增长的重要性。首先，我们推导了一个解析公式，该公式给出了在任何初始粒径分布下，单个云中颗粒增长后的粒径分布。颗粒增长的时间尺度对粒径分布非常敏感，因为颗粒增长主要由颗粒的表面积与体积之比调控。接着，我们将颗粒增长的结果与星际介质中的颗粒形成和破坏过程一同纳入整个星系系统的尘埃富集模型，发现除非颗粒尺寸强烈偏向于大于约的尺寸，或者粒径分布的幂指数浅于约，否则云中的颗粒增长主导着邻近星系的尘埃含量。云中的颗粒增长导致了在某个特定金属丰度水平（在Asano等人2011年和Inoue 2011年的研究中被称为临界金属丰度）上尘埃-气体比的快速增加，我们发现该临界丰度对粒径分布敏感。因此，颗粒增长不仅在邻近星系中，也在金属丰度高于该临界值的高红移类星体中有效地增加了尘埃质量。我们的颗粒增长方案适用于任何粒径分布，并可轻松应用于任何星系尘埃富集框架。
引用
@article{arxiv.1105.4930,
title = {Effects of grain size distribution on the interstellar dust mass growth},
author = {Hiroyuki Hirashita and Tzu-Ming Kuo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1105.4930},
year = {2015}
}
备注
14 pages, 10 figures, accepted for publication in MNRAS