大质量椭圆星系中冷气体尘埃盘的红外辐射
星系天体物理
2020-08-19 v2
摘要
椭圆星系预期的红外输出是什么?在此我们报告这项高时间分辨率(~10 年)与高空间分辨率(中心 2.5 秒差距)研究的最新发现。我们向 MACER 代码加入一组尘埃物理过程,包括(a)被动恒星演化中生成的尘埃颗粒;(b)由碰撞与黏附导致的尘粒增长;(c)由热溅射造成的颗粒破坏;(d)通过非弹性碰撞实现的尘埃对热气体的冷却;(e)作用于尘粒的辐射压。代码改进使我们能分析尘埃对金属耗尽与 AGN 遮挡的影响,并评估所建模星系的红外输出。我们模拟了一个具有中心恒星速度弥散 ~260 km/s 与微弱转动的代表性大质量椭圆星系。我们发现:(1)核周盘(尺度 <~ 1 kpc)的外区含尘,其中大部分金属处于尘粒中,而内盘大部分尘粒被 AGN 辐照破坏;(2)尘埃盘对盘内星光与中心 AGN 辐射均光学厚。因此 AGN 将被盘后遮挡,其后者的覆盖因子 ~0.2;(3)尘埃红外辐射主要源于 AGN 辐照。中位红外光度 ~2e44 erg/s,在爆发期间可达 >~1e46 erg/s;(4) AGN 活动、恒星形成与尘埃红外光度的占空比大致与观测相符,例如在其大部分寿命中,模拟星系是典型的“宁静”椭圆星系,具有 L_{IR} ~ 1e11*L_{solar},而中心爆发期间恒星形成率可超过 250 M_{solar}/yr。
引用
@article{arxiv.1912.06147,
title = {Infra-Red Emission from Cold Gas Dusty Disks in Massive Ellipticals},
author = {Zhaoming Gan and Brandon S. Hensley and Jeremiah P. Ostriker and Luca Ciotti and David Schiminovich and Silvia Pellegrini},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.06147},
year = {2020}
}
备注
20 pages, 15 figures; accepted by ApJ