气尘模型如何塑造高红移星系形貌：来自 NewCluster 模拟的洞见
星系天体物理
2025-08-27 v1
摘要
气尘在塑造观测到的星系形貌中起着关键作用。虽然传统的宇宙模拟常假设固定的气尘质量比值(dust-to-gas, DTG)或气尘-金属比值(dust-to-metal, DTM)来模拟气尘效应，但近期的进展使得能够实现的即时气尘建模(onthe-fly, OTF dust modeling)能够捕捉气尘的空间与时间演化。在本工作中，我们使用实现了详细即时气尘模型的 NewCluster 模拟，探讨气尘建模对星系形貌的影响。我们利用辐射传递代码 SKIRT，在两种气尘模型(即时气尘模型与固定DTM模型)下生成 NewCluster 星系的仿真图像，并将其形貌与 JWST 观测进行比较。我们测量形貌指数，并使用 试验来分类星系。我们发现，即时气尘星系模型的中心更亮，盘状星系(bulge)更明显，相较于固定DTM模型呈现出更低的后类型星系(lt-type galaxy, LTG)比例，尤其在高红移时更为显著。这种中心亮化与我们称为DTM空洞(DTM cavity)的现象相关，这是由强烈的盘状星系(starburst)驱动的DTM比值局部下降所致。我们的结果凸显了以物理方式建模气尘演化的重要性，固定DTM模型未能捕捉到关键的形貌特征。
引用
@article{arxiv.2508.18374,
title = {How Dust Models Shape High-z Galaxy Morphology: Insights from the NewCluster Simulation},
author = {Gyeong-Hwan Byun and J. K. Jang and Zachary P. Scofield and Eunmo Ahn and Maarten Baes and Yohan Dubois and San Han and Seyoung Jeon and Juhan Kim and Christophe Pichon and Jinsu Rhee and Francisco Rodríguez Montero and Sukyoung K. Yi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.18374},
year = {2025}
}
备注
20 pages, 13 figures, Accepted for publication in ApJ