后处理IllustrisTNG模拟中类银河系星系的尘埃粒径分布演化

我们通过后处理IllustrisTNG宇宙学流体动力学模拟来建模类银河系星系中的尘埃演化,以预言尘埃-气体比与粒径分布。我们采用64-bin离散粒径演化模型处理依赖于粒径的尘埃增长与破坏过程,而无需空间解析每个星系。我们的模型大致再现了近邻星系中观测到的尘埃-金属丰度标度关系。粒径分布在$z\gtrsim 3$时以大尘粒为主,而在$z\lesssim 2$时小尘粒丰度通过碎裂和吸积(尘埃增长)迅速增加。粒径分布在$z\sim 1$时接近所谓的MRN分布,但在$z<1$时出现大尘粒丰度受抑。基于计算得到的粒径分布与尘埃成分,我们还计算了每个类银河系样本的消光曲线演化。消光曲线在$z>2$时初始平坦,并在$1/\lambda < 6~\rm \mu m^{-1}$处$z\lesssim 1$时变得与银河系消光曲线一致。然而,我们模型预言的典型消光曲线在短波长处比银河系观测到的斜率更陡。这是由于我们的TNG类银河系样本中低红移气相金属丰度与致密气体比例的下降抑制了通过凝聚形成大尘粒。