年轻星团周围中红外辐射的年龄依赖性

利用哈勃空间望远镜计划 Legacy ExtraGalactic UV survey (LEGUS) 的星团星表，以及斯皮策空间望远镜上 IRAC 相机对 5 Mpc 内 5 个星系拍摄的 8 $\mu$m 图像，我们研究了在 30–50 pc 的恒星形成区尺度上，8 $\mu$m 尘埃光度如何与恒星年龄相关。我们构建了一个由 97 个区域组成的样本，这些区域以 8 $\mu$m 辐射的局部峰值为中心，每个区域包含来自 LEGUS 星表的一个或多个年轻星团候选体。我们发现，在年龄小于 1 Gyr 的星团中，质量归一化的纯尘埃 8 $\mu$m 光度与恒星年龄之间存在紧密的反相关关系，皮尔逊相关系数为 $r=-0.84\pm0.05$；随着恒星星族年龄增大，8 $\mu$m 光度降低。对恒星与尘埃辐射模型组合的简化假设可重现观测趋势。我们还探讨了观测趋势的弥散如何依赖于恒星金属丰度、PAH 丰度、尘埃吸收的恒星光比例，以及瞬时与连续恒星形成模型的假设。我们发现恒星金属丰度的变化对弥散影响甚微，而 PAH 丰度与尘埃吸收光比例涵盖了数据的全部范围。我们还发现该趋势更能由连续恒星形成而非瞬时爆发模型解释。我们将此结果归因于许多区域中存在多个不同年龄的星团。文中给出了纯尘埃 8 $\mu$m 辐射作为年龄函数的上限。