亚毫米波星系作为尘埃颗粒凝聚的实验室

致密星际介质（ISM）中的凝聚是决定最大颗粒尺寸的重要过程。我们利用亚毫米波星系（SMGs）作为颗粒凝聚的实验室，因为其中一些星系在已知各类星系中拥有星系尺度上最致密的 ISM。基于从 SMGs 中观测到的典型尘埃质量密度所估算的平均 ISM 密度，我们考察了在此类致密环境中颗粒能长到多大。我们还基于超声速湍流模型考虑了局部密度增强，该湍流预期来自强烈的恒星反馈。在无限凝聚模型中，我们不施加任何凝聚阈值速度，若湍流的马赫数 $\mathcal{M}\gtrsim 3$，在观测估算的平均气体密度下可形成大到 $\sim 30~\mu$m 的颗粒。我们排除这一可能性，因为远红外（FIR）中观测到的发射率指数 $\beta\simeq 2$ 表明此类大颗粒不能在 SMGs 中大量形成。这意味着凝聚不以无限方式进行：30-$\mu$m 颗粒的速度应大于凝聚阈值。若采用理论研究中得到的凝聚阈值（上限）颗粒速度（$\sim 0.08$ km s$^{-1}$），颗粒可能仅增长至 $\mu$m 量级，该尺寸足够小，不会影响 FIR 发射率指数。上述结果表明，SMGs 可用于约束与凝聚相关的物理过程。