ALMA REBELS 星系中的金属与尘埃演化:对未来 JWST 观测的启示
星系天体物理
2024-09-11 v1
摘要
ALMA 观测揭示了宇宙诞生后第一个 Gyr 内存在大量尘埃。然而,由于缺乏金属丰度的约束,金属与尘埃的累积图景仍非常不确定。JWST 已开始揭示高红移目标的金属含量,这可能为约束高红移尘埃星系的演化提供更有力的依据。在本工作中,我们使用详细的化学与尘埃演化模型来探索 ALMA REBELS 巡天中星系的演化,检验可能由 JWST 观测推断出的不同金属丰度情景。在模型中,我们通过使用 REBELS 星系的非参数恒星形成历史(SFH)来追踪恒星质量的累积。通过允许不同的气体流和尘埃过程处方,模拟了不同的金属与尘埃演化情景。利用基于 [CII]158micron 谱线的金属丰度依赖的气体质量定标,将模型输出与观测到的尘埃标度关系进行比较。无论星系的金属含量如何,我们发现都不需要极端的尘埃处方来解释 ALMA 揭示的尘埃质量。然而,不同的金属富集程度会导致不同的主导尘埃产生机制,仅在金属贫乏情形下恒星尘埃产生主导于其他星际介质(ISM)尘埃过程。这指出了 JWST 的金属丰度测量将如何显著改进我们对高红移星系尘埃累积的理解。我们还表明,模型难以同时重现如尘埃-气体比和尘埃-恒星比等观测量,这可能表明通过当前定标高估了气体质量,尤其是在高金属丰度下。
引用
@article{arxiv.2311.16071,
title = {Metal and dust evolution in ALMA REBELS galaxies: insights for future JWST observations},
author = {Marco Palla and Ilse De Looze and Monica Relaño and Stefan van der Giessen and Pratika Dayal and Andrea Ferrara and Raffaella Schneider and Luca Graziani and Hiddo S. B. Algera and Manuel Aravena and Rebecca A. A. Bowler and Alexander P. S. Hygate and Hanae Inami and Ivana van Leeuwen and Rychard Bouwens and Jacqueline Hodge and Renske Smit and Mauro Stefanon and Paul van der Werf},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.16071},
year = {2024}
}
备注
16 pages + appendices, 9 Figures, 1 Table. Resubmitted to MNRAS after moderate revision