尘埃破坏与尘埃生长在星际介质演化中的作用

我们使用类银河系化学动力学模拟，并采用一种新的尘埃破坏与生长处理方法，来研究这两个过程如何影响星系中星际介质的性质。我们关注两个特定参数的作用：f_des（一个新参数，决定超新星周围单一气体粒子中被破坏的尘埃比例）和C_s（金属原子或离子碰撞后附着在尘埃颗粒上的概率，即附着系数），它们在调节星系中尘埃、冷气体和金属的数量与分布中起作用。我们发现，具有低f_des和/或高C_s值的模拟星系不仅产生更多尘埃，而且其尘埃面密度与总气体面密度之间的相关性更弱，尘埃与气体比例与金属丰度之间的相关性更陡。仅当f_des值在0.01至0.02之间，且C_s值在0.5至1之间时，我们的模拟产生的尘埃与气体比例相对于金属丰度关系的平均斜率才与观测结果一致。f_des值对应于单一超新星破坏的尘埃总比例在0.42至0.44之间。最后，我们将几次模拟（具有不同的恒星形成模式、气体比例、中心金属丰度和金属丰度梯度）的预测结果与空间分辨的M101星系进行比较，得出结论：金属丰度是尘埃空间分布的主要驱动因素，而尘埃与气体比例通过调节原子氢到分子氢的转化率来控制冷气体分布。