孤立星系模拟中尘埃尺寸演化的观测特征

我们旨在提供星际介质中尘埃尺寸演化的观测特征。特别是，我们探索了多环芳烃（PAH）质量分数（$q_{PAH}$）的指示因子，$q_{PAH}$定义为PAH相对于总尘埃颗粒的质量分数。此外，我们通过将模拟的观测特征与观测结果进行比较，验证了我们的尘埃演化模型。我们使用流体动力学模拟代码GADGET4-OSAKA对类似于银河系和NGC 628的星系（代表恒星形成星系）的尘埃特性进行建模。该代码包含了由尘埃产生和星际处理驱动的晶粒尺寸分布的演化。此外，我们基于模拟使用SKIRT进行了后处理尘埃辐射传输，以预测观测特性。我们发现8微米与24微米强度比与$q_{PAH}$相关，可用作PAH质量分数的指示因子。然而，该比率受辐射场影响。我们建议使用8微米与总红外强度比（$\nu I_\nu(8 \mu m)/I$(TIR)）作为另一个指示因子，因为它与$q_{PAH}$紧密相关。此外，我们使用$\nu I_\nu(8 \mu m)/I$(TIR)探索了模拟银河系中的空间分辨$q_{PAH}$。我们发现，在金属丰度Z<0.2 Zsun时，由于吸积和碎裂的相互作用，空间分辨$q_{PAH}$随金属丰度增加而增加，而在Z>0.2 Zsun时，由于凝聚而下降。最后，我们将NGC 628类模拟中的上述指示因子与最近观测中NGC 628的观测结果进行了比较。结果发现，我们的模拟在整个星系中平均低估了PAH质量分数约8倍。这可能是由于我们的模型中PAH因凝聚而有效损失。