尘埃在早期宇宙中的作用 I：原星系演化
星系天体物理
2015-05-27 v2
摘要
我们建立了早期宇宙中的单区星系形成模型，考虑了超新星 (SN) 爆发产生的尘埃形成和演化。我们特别关注尘埃粒径分布的时间演化，因为在早期宇宙中，尘埃表面的 H₂ 形成在恒星形成过程中起着关键作用。在模型中，我们假设恒星形成率 (SFR) 与 H₂ 总量成正比。我们一致地处理了 (i) 尘埃的形成和粒径演化，(ii) 包括尘埃表面和气相中 H₂ 形成的化学反应网络，以及 (iii) 模型中的 SFR。首先，我们发现，由于超新星驱动的反向激波和正向激波导致的尘埃破坏，H₂ 形成比没有尘埃破坏时受到更强的抑制。在星系年龄约为 0.8 Gyr 时，对于维里质量 M_vir = 10^9 M_⊙ 和形成红移 z_vir = 10 的星系模型，两种激波都导致尘埃破坏的模型中的分子分数比没有尘埃破坏的模型低 2.5 个数量级。其次，我们表明 H₂ 形成速率强烈依赖于超新星前身星周围的星际介质 (ISM) 密度。较高 ISM 密度下的 SFR 较低，因为在较高 ISM 密度下，反向激波对尘埃的破坏更有效。我们得出结论，不仅尘埃的数量，而且与恒星形成活动相关的尘埃粒径分布，都强烈影响着早期宇宙中星系的演化。
引用
@article{arxiv.1104.0728,
title = {The Role of Dust in the Early Universe I : Protogalaxy Evolution},
author = {Daisuke Yamasawa and Asao Habe and Takashi Kozasa and Takaya Nozawa and Hiroyuki Hirashita and Hideyuki Umeda and Ken'ichi Nomoto},
journal= {arXiv preprint arXiv:1104.0728},
year = {2015}
}
备注
23 pages, 12 figures, 3 tables, Accepted for publication in ApJ