低金属丰度本地与高红移星系中的气体、金属与尘埃演化
星系天体物理
2020-09-30 v1
摘要
星系星际介质(ISM)中的化学增丰受若干物理过程调控:恒星演化、尘埃颗粒形成与破坏、星系流入与流出。理解这些过程对于追踪宇宙各时期星系的化学增丰并解释观测结果至关重要。尽管这些课题十分重要,驱动星系重子演化的不同过程的效率仍存在争议。我们修正了当前对本地低金属丰度矮星系中金属与尘埃演化的描述,并发展了适用于莱曼断裂星系(Lyman Break Galaxies)的描述。我们的主要目标是重现:i)在数百 Myr 内观测到的尘埃质量与恒星质量之比(sMdust)的峰值;ii)该比值在较晚时期的下降。利用“星系发射研究代码”(CIGALE, Code Investigating GALaxies Emission)拟合星系的谱能量分布,借此估算恒星与尘埃质量以及恒星形成率。对于部分矮星系,金属与气体含量亦已知。我们进行了多种星系化学演化计算,并通过模型预测拟合观测性质。结果表明:i)有利于大质量星的上重(initial mass function, IMF)以及 II 型超新星(SNe II)50%或更高的尘埃凝聚比例,有助于重现自演化周期开始 100 Myr 后观测到的 sMdust 峰值;ii)星系外流在重现 sMdust 随年龄下降中起着关键作用,且其效率高于 SNe II 的尘埃破坏;iii)需约百分之几的恒星形成效率(转化为恒星的气体质量)才能解释本地矮星系的金属丰度;iv)重现 sMdust 无需 ISM 中的尘埃增长,且若存在,其效应也会被星系外流抹除。
引用
@article{arxiv.2006.15146,
title = {The gas, metal and dust evolution in low-metallicity local and high-redshift galaxies},
author = {Ambra Nanni and Denis Burgarella and Patrice Theulé and Benoit Côté and Hiroyuki Hirashita},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.15146},
year = {2020}
}
备注
28 pages, 17 figures, accepted for publication in A&A