高红移宇宙中尘埃的恒星源

高红移紫外选择性爆发中的尘埃衰减及其局部对应物：对宇宙恒星形成率密度的影响

Dust Attenuation in UV-selected Starbursts at High Redshift and their Local Counterparts: Implications for the Cosmic Star Formation Rate Density

我们提出了一个新的分析在低和高红移星爆星系的尘埃遮蔽。这项研究的动机是我们在附近宇宙（z<0.3）中最极端的紫外选择星暴星系的独特样本，发现它们在大多数物理性质上都是高红移Lyman Break Galerkin（LBG）的良好类似物。我们发现，尘埃性质的莱曼Break类似物（LBA）是一致的关系，以前由Meurer等。（M99），通常用于尘埃校正恒星形成率测量在一个非常宽的红移范围。我们直接比较我们的结果与高红移样本（LBG，BzK，和亚毫米星系在z=2-3）具有红外数据无论是从斯皮策或赫歇尔。z=2-3处的典型LBG和LBA中的衰减非常相似。因为LBAs比以前的本地恒星形成样本（包括M99）更好地类似于LBG，所以基于本地校准对高红移星系的SFR进行尘埃校正的实践现在被置于更加坚实的基础上。我们说明了这一结果的重要性，通过展示如何使用本地校准的紫外线测量和消光之间的关系来估计的综合，尘埃校正的恒星形成率密度在z=2-6。

高红移（亚）毫米观测中宇宙微波背景的影响

On the effect of the Cosmic Microwave Background in high-redshift (sub-)millimeter observations

现代（亚）毫米干涉仪能够测量高红移星系（z>5）的冷气体和尘埃辐射。然而，在这些红移下，宇宙微波背景（CMB）的温度更高，接近甚至超过了在本地宇宙中观察到的冷尘埃和分子气体的温度。在本文中，我们讨论了温暖的宇宙微波背景对高红移星系（亚）毫米观测的影响。CMB以两种方式影响观测到的（亚）毫米尘埃连续谱和线发射（例如一氧化碳，CO）：（i）它提供了（尘埃和气体）加热的额外来源;（ii）它是测量线和连续谱发射的不可忽略的背景。我们表明，这两个竞争过程影响了我们使用光谱能量分布模型解释高红移星系的尘埃和气体性质的方式。我们量化这些影响，并提供校正因子来计算什么分数的固有的灰尘（和线）的排放可以检测到对CMB作为频率，红移和温度的函数。我们讨论了高红移星系（亚）毫米数据的衍生性质的影响。具体来说，推断的尘埃和分子气体质量可以严重低估冷系统，如果CMB的影响没有得到适当的考虑。

早期宇宙中的尘埃：非恒星尘埃产生或观测误差的证据？

Dust in the early Universe: Evidence for non-stellar dust production or observational errors?

观测结果显示，在高红移星系中有大量的尘埃，其来源仍有很大争议。Valiante等人（2009，MNRAS，397，1661）提出类星体宿主星系SDSS J1148+5251的净恒星尘埃生产可能足以解释在这个星系中检测到的大量尘埃质量，尽管在一些非常特殊的假设下（例如，“封闭箱”演化和相当高的气体质量）。在这里，它表明，由于吸积基本上原始的材料可能会降低尘埃形成的效率显着，和观测得出的尘埃气体比这些高红移星系是非常高的，恒星尘埃生产可能是不够的。一个模型，包括金属依赖，非恒星尘埃形成（“二次尘埃”）。然而，这种非恒星尘埃成分的贡献似乎太大了。如果所有的观测限制都得到满足，那么尘埃与金属的比例接近于1，这意味着几乎所有的星际金属都以尘埃的形式存在。这是一个非常不可能的情况，并建议在高红移的大尘埃与气体的比例可能是由于观测的不确定性和/或不正确的校准转换因子的气体和尘埃示踪剂。

伽马射线暴的柱密度分布中的尘埃消光偏置;高柱密度、低红移的伽玛暴被更严重地遮蔽

Dust extinction bias in the column density distribution of gamma-ray bursts; high column density, low redshift GRBs are more heavily obscured

伽马射线暴（GRB）的余辉比银河系中前景气柱的预期具有更多的软X射线吸收。虽然吸收的红移一般不能从目前的X射线观测中得到限制，但人们认为吸收是由于伽玛射线暴宿主星系中的金属。现在可以得到大量的X射线余辉和红移的样本，这使得我们可以构造出有统计意义的金属柱密度分布。我们构建这样一个样本，并显示，在以前的研究中发现，典型的吸收柱密度（N_HX）大幅增加与红移，很少有高柱密度的对象发现在低到中等的红移。然而，我们发现，当高度熄灭的爆发包括在样本中，使用从他们的宿主星系的红移，高柱密度源也发现在低到中等的红移。我们从样本中的单个物体和耀变体的观测结果推断，柱密度随红移的增加不太可能与星系际介质中的金属或介入吸收体有关。相反，我们表明，明显增加的红移的起源主要是由于尘埃消光偏置：在$z\lesssim4$发现的具有高X射线吸收柱密度的伽玛暴通常具有非常高的尘埃消光柱密度，而在最高红移处发现的则没有。目前尚不清楚如此强烈的NHX/A V比值是如何产生的，根据目前的数据，仍然是一个谜。

高红移典型成星星系团尘埃衰减的GOODS-Herschel测量：z~2紫外选择星系团的观测

GOODS-Herschel Measurements of the Dust Attenuation of Typical Star-Forming Galaxies at High Redshift: Observations of UV-Selected Galaxies at z~2

我们利用赫歇尔在100和160微米的灵敏度和分辨率直接成像的热尘埃排放和调查的红外光度，L（IR），和典型的恒星形成（L*）星系在高红移尘埃遮蔽。我们的样本由146个在GOODS-North场中光谱红移为1.5<z<2.6的紫外选择星系组成。补充深甚大阵列（VLA）和斯皮策成像，我们在24，100和160微米，和1.4 GHz的这些星系的位置构建中值堆栈。这些叠加通量与各种尘埃模板和刻度的比较表明，在z~2处紫外光度L（UV）> 1 e10 Lsun的典型恒星形成星系是亮红外星系（LIRGs），中值L（IR）=（2.2+/-0.3 e11 Lsun）。1.5<z<2.6的典型星系的尘埃遮蔽中位数L（IR）/L（UV）= 7.1+/-1.1，这对应于尘埃校正因子，需要从未遮蔽的UV SFR中恢复热恒星形成率（SFR）5.2+/-0.6。这一结果与之前对同一星系的紫外线、H-α、24微米、射电和X射线特性的研究所推断的结果相似。堆积在箱子的紫外线斜率意味着L* 星系的红色光谱斜率也dustier，和紫外线斜率和尘埃之间的相关性是类似的本地星爆星系。因此，休息帧30和50微米通量验证平均使用本地紫外线衰减曲线恢复典型的恒星形成星系在高红移的尘埃衰减。在最简单的解释中，本地和高红移紫外线衰减曲线之间的协议表明，在过去的100亿年中，星爆星系的尘埃生产和恒星和尘埃几何形状的相似性。

早期宇宙尘埃的起源：从尘埃含量探讨星系的恒星形成历史

The Origin of Dust in the Early Universe: Probing the Star Formation History of Galaxies by their Dust Content

对于在高红移（z = 6.4）类星体J1148+5251中观测到的~ 4 \times 10^8 M \odot尘埃的起源，提出了两种不同的方案。第一个假设是这个星系比宇宙在那个时期的年龄年轻得多，所以只有超新星（SNe）才能产生这种尘埃。第二种情况假设银河系的年龄要大得多，因此尘埃可能是在质量较低的渐近巨星分支（AGB）恒星中形成的。提出了新的积分解决方案的化学演化的金属和尘埃在星系中，我们提供了一个关键的评估这两种情况下，和观测结果，可以区分两者。我们表明，AGB恒星可以产生推断质量的尘埃在这个对象中，然而，最终质量的幸存尘埃取决于星系的恒星形成历史（SFH）。一般来说，超新星不能产生观测到的尘埃量，除非平均SN事件在其喷出物中产生超过~ 1 M \odot的尘埃。然而，可以构建特殊的SFHS，其中SNe可以产生推断的尘埃质量，合理的平均尘埃产量约为0.15 M \odot。这两种情况提出了星系光谱能量分布的不同起源，不同的恒星形成效率和恒星质量，以及J1148+5251型超亮红外（IR）天体的不同共动数密度。诊断中红外精细结构线的检测，以及确定这些物体的共动数密度的更完整的调查可以区分这两种情况。

WISE发现的一个新的高红移尘埃莱曼α发射体和斑点星群

A New Population of High Redshift, Dusty Lyman-Alpha Emitters and Blobs Discovered by WISE

我们报道了一种新的技术来选择1.6 <z <4.6的尘埃莱曼α发射体（LAEs），其中超过三分之一是“斑点”（LABs），其发射扩展到30 - 100kpc的尺度。结合来自NASA宽视场红外巡天探测器（WISE）任务的数据和来自W.M.凯克望远镜，我们提出了一个颜色标准，产生78%的成功率，在确定罕见的，尘土飞扬的LAEs，其中至少有37%的实验室。这些天体的表面密度仅为每平方度0.1，这使得它们非常罕见，以至于在狭窄的调查中基本上被错过了。我们测量了92个这些WISE选择的，典型的无线电安静星系的光谱红移，并发现LAEs（LABs）的中值红移为2.3（2.5）。WISE测光结合赫歇尔的数据显示，这些星系具有极端的远红外光度（L_IR> 10 ^{13 - 14} L_sun）和暖色，通常比亚毫米选择星系（SMG）和尘埃遮蔽星系（DOG）大。这些特征通常与尘埃被强烈的活动星系核活动所激发有关。我们假设，空间扩展的莱曼α，大量的温暖的红外发光的尘埃，和稀有性（意味着一个短暂的阶段）的组合可以解释，如果星系正在经历强烈的“反馈”将它们从一个极端的尘埃星爆类星体。

LTB虚宇宙的红移漂移

Redshift Drift in LTB Void Universes

我们研究红移漂移，即，在LTB解中宇宙学红移的时间导数，其中观测者被假定位于对称中心。这个解经常被当作一个反哥白尼宇宙模型来研究，用来解释宇宙体积膨胀的加速，而不引入暗能量的概念。红移漂移被认为是LTB宇宙模型与含暗能量的哥白尼宇宙模型的决定性区别之一。在所有已知的LTB宇宙模型中，红移漂移都是负的，而在含有暗能量的哥白尼模型中，红移漂移在$z \lesssim 2$区域是正的.然而，还没有关于这个问题的详细研究。在本文中，我们证明了在LTB空洞模型的情况下，偏心源的红移漂移总是负的。我们还表明，红移漂移可以是积极的一个非常大的驼峰型不均匀性。我们的结果表明，我们可以通过观测红移漂移来确定我们是否生活在没有暗能量的大空洞中心附近。

S $_{850}$ < 2的微弱亚毫米波星系的SMA观测mJy：高红移超尘埃低亮度星系

SMA observations on faint Submillimeter Galaxies with S$_{850}$ < 2 mJy: Ultra Dusty Low-Luminosity Galaxies at High Redshift

我们获得了8个微弱（内在850 $μ$ m通量$<$ 2 mJy）亚毫米星系（SMG）的SMA观测发现在大质量透镜星系团领域A370，A2390和A1689的SCUBA图像，并检测到5。总共，我们得到5 SMA检测，所有这些都有1 mJy的减透镜通量$<$与估计的总红外光度10 $^{10}-10^{12}$ $L_\odot$，可与亮红外星系（LIRGs）和正常的恒星形成星系。根据最新的数字计算，这些星系贡献了$\sim$ 70%的850 $μ$ m河外背景光，代表了在尘埃宇宙中占主导地位的恒星形成星系群。然而，只有40 $^{+30}_{-16}$ %的微弱SMG会在深光学或近红外调查中被检测到，这表明这些来源中的许多都处于高红移（$z \gtrsim 3$）或极度尘埃，并且它们不包括在当前的恒星形成历史估计中。

高红移类星体中尘埃的起源：SDSS J1148 +5251事例

The origin of dust in high redshift QSOs: the case of SDSS J1148+5251

提出了一个高红移类星体形成和演化的半解析模型。我们重建了一组10^13 Msun的暗物质晕的分层合并历史，并模拟了相应星系及其中心超大质量黑洞的演化。GAMETE/QSODUST程序的主要内容如下：黑洞通过与其他黑洞的合并和气体吸积的组装;类星体宿主星系的建立和恒星形成历史，由双星合并和质量吸积驱动;气体、恒星、金属在星际介质（ISM）中的演化，解释与外部介质的质量交换（流入和流出过程）;超新星（SN）喷出物和渐近巨星分支（AGB）恒星大气中的尘埃形成，星际冲击造成的尘埃破坏和分子云中的颗粒生长;活动星系核的反馈作用驱动了星系尺度的风，自我调节了黑洞的生长，最终阻止了恒星的形成。我们用这个模型研究了在红移6.4处观测到的SDSS J1148+5251的情况，探索类星体宿主星系的不同恒星形成历史。

高红移扩散分子气体：z=1.64时CO分子和2175超新星尘埃特征的探测

Diffuse molecular gas at high redshift: Detection of CO molecules and the 2175 Å dust feature at z=1.64

利用VLT紫外和目视中阶梯摄谱仪对类星体SDSSJ 160457.50 +220300.5在z=1.6408处的一氧化碳分子（CO）进行了探测。在前六个A-X带和一个d-X（5-0）带间系统中的至少两个分量中检测到CO吸收。这是沿着类星体视线的第二次探测。假设CO在6<Tex<16 K范围内的旋转激发，CO吸收轮廓被很好地建模，这与在该红移处的CMB辐射的温度一致或高于该温度。我们推导出CO的总柱密度为N（CO）= 4 e14 cm^-2。SI，MgI，ZnII，FeII和SiII的测得的柱密度表明在银河系盘中典型的冷气体的尘埃耗尽模式。背景类星体的光谱明显变红（u-K~4.5等），并在CO吸收体的红移处呈现出明显的2175 A尘埃吸收特征。使用~500个类星体的控制样本，我们发现这个特征是假的概率为~ 0.3%。我们发现，类星体的SED很好地拟合了类星体的复合光谱红LMC超壳消光定律在吸收体的红移。值得注意的是，这个类星体在SDSS色选类星体样本中是不存在的。这表明我们目前对宇宙的看法可能对尘土飞扬的视线有偏见。这些对碳质分子和尘埃的直接观测为研究高红移星系中弥漫分子气体的物理条件和化学性质提供了可能性。

Herschel观测：高红移时尘埃衰减和恒星形成历史的约束

Herschel observations: contraints on dust attenuation and star formation histories at high redshift

SPICA是未来的关键项目之一。它的仪器套件不仅将打开一个发现窗口，而且还将允许物理上理解我们在高红移宇宙中仍然不理解的一些现象。利用VVDS的远紫外（FUV）和Herschel/PEP和Herschel/HerMES的远红外（FIR）新的均匀光度函数（LF），研究了尘埃衰减随红移的演化。有了这些信息，我们能够估计的红移演化的总（FUV + FIR）恒星形成率密度（SFRD_TOT）。我们的主要结论是：1）发现尘埃衰减A_FUV从z = 0增加到$z \sim 1.2，然后开始减少，直到我们的最后一个数据点z = 3.6; 2）估计的SFRD证实了已发表的结果z \sim 2。在z > 2时，我们观察到平稳或小的增加直到z \sim 3，然后可能降低直到z = 3.6; 3）A_FUV的峰值相对于SFRD_TOT的平稳期有所延迟，但这种延迟的起源尚不清楚，和SPICA仪器将为进一步理解这种延迟以及探测和红移提供线索测量星系的高红移。这项工作在Burgilla et al.（2013）中有进一步的详细说明。

解释观测到的高红移星系的UV连续斜率

Interpreting the observed UV continuum slopes of high-redshift galaxies

观测到的恒星形成星系的紫外连续谱斜率强烈地受到尘埃的影响。它的观测是尘埃衰减的一个潜在的有价值的诊断，特别是在高红移，目前其他诊断是无法获得的。在尘埃衰减的背景下解释观测到的紫外线连续谱斜率通常是通过假设经验校准的Meurer等人（1999年）的关系来实现的。该关系式中隐含了固有UV连续斜率（$β=-2.23$）的假设。然而，数值模拟的结果表明，高红移恒星形成星系的内禀紫外连续谱斜率比这更蓝，而且随红移而变化。利用星系形成的数值模型预测的内禀斜率值，结合Calzetti等人（2000）的红化定律，我们推断紫外线衰减（$A_{1500}$）$0.35-0.5\,{\rm mag}$（PDMATHAMP：假设Calzetti等人（2000）的话，$0.14-0.2\,{\rm mag}$）比简单假设Meurer关系式的话要大。这对推断极高（$z\approx 7$）红移时的尘埃衰减量具有重要意义，因为目前对$β$的观测限制，结合Meurer关系，表明除了最明亮的系统外，所有系统中的尘埃衰减几乎为零。

死星系有多死？在红移0.3 < z < 2.5时静止星系的中红外线通量：恒星形成率和尘埃加热的意义

How dead are dead galaxies? Mid-Infrared fluxes of quiescent galaxies at redshift 0.3 < z < 2.5: implications for star formation rates and dust heating

利用3D-HST WFC 3格棱光谱和Spitzer中红外数据研究了高红移（0.3 < z < 2.5）静止星系的恒星形成率。我们选择静止星系的基础上广泛使用的UVJ颜色的颜色标准。光谱能量分布拟合（静止坐标系光学和近红外）表明静止星系的恒星形成速率非常低（sSFR ~ 10^-12 yr^-1）。然而，SED拟合可能错过恒星形成，如果它被隐藏在高尘埃遮蔽和电离辐射在中红外重新发射。因此，用中红外指示器测量灰尘遮蔽的SFR是至关重要的。我们将静止天体的MIPS-24 um图像叠加在以z = 0.5，0.9，1.2，1.7，2.2为中心的五个红移仓中，并进行孔径测光。包括24 μ m的直接探测，我们发现sSFR约为10^-11.9 *（1+z）^4 yr^-1。这些值高于SED拟合的值，但在每个红移处，它们比典型的恒星形成星系低20-40倍。静止星系的真实SFR可能更低，因为我们表明，中红外通量可能是由于与正在进行的恒星形成无关的过程，如卷云尘埃加热的旧恒星星族和星周尘埃。我们的测量结果表明，恒星形成淬火是非常有效的，在每一个红移。在z > 1.5时，测得的SFR值与气体再循环（假设演化恒星的质量损失为恒星形成提供了燃料）的预期值略微一致，并且在较低的红移时远高于此值。

大质量恒星在高红移时产生尘埃

Production of dust by massive stars at high redshift

在亚毫米星系和类星体中发现的大量尘埃对星系形成模型和宇宙尘埃形成理论提出了挑战。在z > 6时，只有质量相对较高（> 3 Msun）的恒星寿命足够短，才有可能成为尘埃源。这篇评论致力于识别和量化快速尘埃形成的最重要的恒星通道。我们确定的尘埃生产效率的恒星在质量范围内3-40 Msun使用的观测和理论尘埃产量的演变的大质量恒星和超新星（SNe），并提供在各种情况下的尘埃生产效率的解析表达式。我们还解决了强敏感性的总粉尘生产力的初始质量函数。从简单的考虑出发，我们发现，在早期宇宙中，只有当SNe产生的尘埃小于~ 3 x 10^-3 Msun时，大质量（> 3 Msun）渐近巨星分支星才能成为主要的尘埃制造者，而如果SNe的尘埃制造效率更高，它们就占优势。我们解决的挑战，推断尘埃质量和恒星形成率的观测高红移星系。我们的结论是，在高红移显着SN尘埃生产可能需要重现目前的尘埃质量估计，可能再加上快速尘埃颗粒生长的星际介质。

星系际尘埃再电离的极限

Limits on Intergalactic Dust During Reionization

在这封信中，我们限制在星系际介质（IGM）在高红移的尘埃气体比。我们采用模型的尘埃在当地的宇宙contrain的尘埃与气体的比例在红移z ~ 6-10的再电离时期。观测到的高红移星系的红化水平意味着IGM被富集到星系际尘埃与气体的比率小于银河系值的3%，红移为z=10。

高红移类星体的尘埃辐射

The dust emission of high-redshift quasars

在高红移（z>5）类星体中探测到的强大的近红外辐射表明，在非常早期的宇宙中，非常热的尘埃也存在于活动核附近。一些高红移天体甚至在静止系近红外光谱中显示出比活动星系核更局部的光谱能量分布（SED）模板显著的过量发射。为了测试这是否是非常高的光度和红移的结果，我们从最新的SDSS类星体目录中结合来自WISE初步数据发布的几个红移和光度箱的MIR数据构建平均SED。将这些平均SED与z>5类星体的大样本进行比较，我们无法发现在2.5 < z < 6和10^45 < nuL_nu（1350 AA）< 10^47 erg/s的区域内，近红外光谱斜率随光度或红移的任何显著趋势。除了近红外区域，我们的赫歇尔和斯皮策测光组合提供了z>5类星体相同样本的全红外SED覆盖。这些观测揭示了7个天体的强远红外辐射（L_FIR > 10^13 L_sun），可能表明恒星的形成速率为每年数千个太阳质量。远红外区的过量辐射具有不寻常的高温（T ~ 65 K），这与通常在较低红移（T ~ 45 K）的研究中预期的温度形成对比。目前正在对这些物体进行更详细的调查。

早期宇宙中突然出现的尘埃

The sudden appearance of dust in the early Universe

观测表明，高红移星系要么是非常尘埃或基本上没有尘埃。从一种状态到另一种状态的演化也必须非常快，因为演化的尘埃星系出现的红移对应于一个只有大约5亿年历史的宇宙。在本文件中的模型，预测在高红移的尘埃和无尘星系之间存在明显的二分法被认为是。银河系一旦达到进化状态就会变成尘埃，而且这种转变非常迅速。一个特殊的情况表明，虽然恒星尘埃的产生总体上相对微不足道-与最近的争论相反-但它同时可以与本地宇宙中超新星的有效尘埃产生相一致。特别注意的是最近发现的一个尘埃正常星系（A1689-zD 1）在一个非常高的红移z = 7.5 +/- 0.2。

Herschel-ATLAS：尘埃大质量星系在低和高红移时的性质

Herschel-ATLAS: Properties of dusty massive galaxies at low and high redshifts

我们提出了一个比较的物理性质的休息帧$250μ$ m选定的样本的大规模，尘埃星系从$0<z<5.3$。我们的样本包括文献中的29个高红移亚毫米星系（SMG）和赫歇尔-阿特拉斯的$z<0.5$上的843个尘埃星系，这些星系被选择为与SMG具有相似的恒星质量。$z>1$ SMG的平均SFR为$390^{+80}_{-70}\,$ M $_\odot$ yr $^{-1}$，是在恒星质量上与SMG匹配的低红移样本的SFR（$=3.3\pm{0.2}$ M $_\odot$ yr $^{-1}$）的120倍。与低红移尘埃星系的$(1.6\pm0.1)\times{10}^8\,$ M $_\odot$相比，SMG拥有大量的尘埃（$1.2^{+0.3}_{-0.2}\times{10}^9\,$ M $_\odot$）。在低红移的尘埃光度占主导地位的弥漫ISM，而大部分的尘埃光度的SMG起源于恒星形成区。在相同的尘埃质量的SMG是向更高的SFR相比，低红移的H-ATLAS星系偏移。这不仅是因为SMG中的气体比例较高，而且还因为它们正在经历一种更有效的恒星形成模式，这与它们的爆发性恒星形成历史相一致。SMG和低红移星系之间的SFR偏移与CO研究中发现的相似，这表明尘埃质量和CO一样是分子气体的良好示踪剂。

High redshift JWST predictions from IllustrisTNG: III. Infrared luminosity functions, obscured star formation and dust temperature of high-redshift galaxies

We post-process galaxies in the IllustrisTNG simulations with SKIRT radiative transfer calculations to make predictions for the rest-frame near-infrared (NIR) and far-infrared (FIR) properties of galaxies at $z\geq 4$. The rest-frame $K$- and $z$-band galaxy luminosity functions from TNG are overall consistent with observations, despite a $\sim 0.5\,\mathrm{dex}$ underprediction at $z=4$ for $M_{\rm K}\lesssim -25$ and $M_{\rm z}\lesssim -24$. Predictions for the JWST MIRI observed galaxy luminosity functions and number counts are given. Based on theoretical estimations, we show that the next-…

高红移亚毫米星系的尘埃收支危机

The dust budget crisis in high-redshift submillimetre galaxies

我们应用一个化学演化模型来研究文献中26个高红移（$z>1$）亚毫米星系（SMG）样本中尘埃的来源和演化，从紫外到亚毫米的完整测光。我们发现，尘埃产生的低，中等质量的恒星下降的一个因素240短的观测到的尘埃质量的SMG，著名的“尘埃预算危机”。增加一个额外的超新星尘埃源可以解释SMG样本中19%的尘埃质量。即使在考虑了超新星产生的尘埃之后，尘埃质量预算中剩余的赤字也为更高的超新星产量、星际介质中的大量颗粒生长或头重脚轻的IMF提供了支持。包括有效的破坏尘埃超新星冲击增加了我们的模型和观测到的SMG尘埃质量之间的紧张关系。最好地再现SMG物理特性的模型具有来自恒星和星际源的尘埃的快速积累和最小的尘埃破坏。或者，调用一个头重脚轻的IMF或显着的变化，尘埃颗粒的性质可以解决尘埃预算危机，只有当尘埃是由低质量的恒星和超新星产生的，并没有有效地摧毁超新星冲击。

Redshift Horizon for the Origins Space Telescope from Primordial Dust Emission

We explore the possibility of detecting the first galaxies with the next generation Origins Space Telescope (OST) by applying an analytical model of primordial dust emission. By analysing source densities as a function of redshift (z), and considering deep-field exposures with the Origins Survey Spectrometer, we estimate that the redshift horizon for detecting one individual source would be above z~7 for systems with dust-to-metal ratios higher than those expected for typical primeval galaxies. On the other hand, if confusion limits could be overcome, the Far-infrared Imager and Polarimeter wo…

金属、尘埃和宇宙微波背景：高红移恒星形成云的碎裂

Metals, dust and the cosmic microwave background: fragmentation of high-redshift star-forming clouds

研究了宇宙微波背景（CMB）辐射场对星前云坍缩的影响。使用半解析模型跟踪不同初始金属丰度和尘埃含量的云在不同红移下的热演化，我们自洽地研究了云碎裂时的平均Jeans质量对金属线冷却、尘埃冷却和CMB的响应。在没有尘埃颗粒的情况下，当红移z < 10时，当金属丰度为10^{-4} Zsun < Z < 10^{-2.5} Zsun时，会形成中等特征质量（相当于10 s的Msun）;在更高的金属丰度下，CMB抑制碎裂，只形成非常大的质量（相当于~ 100 s的Msun）。这些影响在z > 10时变得更加显著，并且碎裂质量尺度总是> Msun的100 s，与初始金属丰度无关。当尘埃颗粒存在时，亚太阳质量碎片会在任何红移（金属丰度Z > 10^{-6} Zsun）处形成，因为尘埃冷却对CMB的存在相对不敏感。当Z > 10^{-3} Zsun时，宇宙微波背景辐射在z > 5时对尘埃颗粒的加热有利于形成更大的质量，当Z > 10^{-2} Zsun且z > 10时，这些质量成为超太阳质量。最后，我们讨论了我们的结果的解释非常贫金属恒星的观测丰度模式的星系晕的影响。

类星体连续体的明显红移依赖：宇宙尘埃灭绝的意义？

An Apparent Redshift Dependence of Quasar Continuum: Implication for Cosmic Dust Extinction?

利用斯隆数字巡天中的一个大型非BAL射电宁静类星体样品，通过合成光谱研究了类星体连续谱的光度和红移依赖性。在两个不同的波长范围内测量类星体在UV-Opt波段的连续斜率，即，$α_{\nu12}$（$1000\sim 2000 \rmÅ$）和$α_{\nu24}$（$2000 \sim 4000 \rmÅ$）。一般来说，紫外光谱的斜率随着辐射热光度的升高而变硬（$α_ν$越高）。另一方面，当类星体被进一步分组到光度箱中时，我们发现$α_{\nu12}$和$α_{\nu24}$都显示出与红移的显着反相关（即，类星体连续体向更高的红移方向变红）。我们认为，宇宙尘埃消光很可能是这种观察到的$α_ν-z$关系的原因。我们建立了一个简单的宇宙尘埃消光模型来量化观测到的红化趋势，并找到了一个有效的尘埃密度$nσ_v \sim 10^{-5}h~\rm Mpc^{-1}$在$z<1.5$。还讨论了可能产生这种红化效应的其他可能性。

Discovery of four apparently cold dusty galaxies at z=3.62-5.85 in the COSMOS field: direct evidence of CMB impact on high-redshift galaxy observables

We report Atacama Large Millimetre Array (ALMA) observations of four high-redshift dusty star-forming galaxy candidates selected from far-Infrared (FIR)/submm observations in the COSMOS field. We securely detect all galaxies in the continuum and spectroscopically confirm them at z=3.62--5.85 using ALMA 3mm line scans, detecting multiple CO and/or [CI] transitions. This includes the most distant dusty galaxy currently known in the COSMOS field, ID85001929 at z=5.847. These redshifts are lower than we had expected as these galaxies have substantially colder dust temperatures (i.e., their SEDs pe…

红移 $z \approx 5-8$ 的超尘埃星系中尘埃的存活

Survival of dust in super-dusty galaxies at redshifts $z \approx 5-8$

本文研究了红移 $z>5$ 超尘埃星系中尘埃的存活问题，指出反向激波溅射会大幅降低超新星的净尘埃产率，并提出超新星抛射物中尘埃的强辐射冷却能有效抑制溅射，从而解释高尘埃质量现象。

Cosmic Reionization On Computers. Ultraviolet Continuum Slopes and Dust Opacities in High Redshift Galaxies

We compare the properties of stellar populations of model galaxies from the Cosmic Reionization On Computers (CROC) project with the exiting UV and IR data. Since CROC simulations do not follow cosmic dust directly, we adopt two variants of the dust-follows-metals ansatz to populate model galaxies with dust. Using the dust radiative transfer code Hyperion, we compute synthetic stellar spectra, UV continuum slopes, and IR fluxes for simulated galaxies. We find that the simulation results generally match observational measurements, but, perhaps, not in full detail. The differences seem to indica…

Dust Grain Growth at High Redshift: Starburst-driven CMB-Dark Supershells

We present a novel scenario for the growth of dust grains in galaxies at high-redshift ($z\sim 6$). In our model, the mechanical feedback from massive star clusters evolving within high-density pre-enriched media allows to pile-up a large amount of matter into massive supershells. If the gas metallicity ($\geq$ Z$_{\odot}$), number density ($\geq 10^6$ cm$^{-3}$) and dust-to-gas mass ratio ($\sim 1/150 \times Z$) within the supershell are sufficiently large, such supershells may become optically thick to the starlight emerging from their host star clusters and even to radiation from the Cosmic…

Exploring the dusty star-formation in the early Universe using intensity mapping

In the last decade, it has become clear that the dust-enshrouded star formation contributes significantly to early galaxy evolution. Detection of dust is therefore essential in determining the properties of galaxies in the high-redshift universe. This requires observations at the (sub-)millimeter wavelengths. Unfortunately, sensitivity and background confusion of single dish observations on the one hand, and mapping efficiency of interferometers on the other hand, pose unique challenges to observers. One promising route to overcome these difficulties is intensity mapping of fluctuations which …

波长、通量和透镜选择效应对尘埃恒星形成星系红移分布的影响

The influence of wavelength, flux, and lensing selection effects on the redshift distribution of dusty, star-forming galaxies

我们使用Béthermin等人（2012）星系演化的现象学模型解释了远红外和（亚）毫米深度巡天发现的星系红移分布的多样性，这取决于它们的深度和波长。该模型不需要任何新的参数调整就能再现从100 $μ$ m到1.4 mm范围内观测到的红移分布，特别是中值红移随观测波长的增加。这个中值红移也随着巡天的深度而显著变化，更深的巡天不一定能探测到更高的红移。奇怪的是，在固定的波长和通量限制下，透镜光源并不总是处于较高的红移。我们发现，1.4毫米选择的南极望远镜（SPT）源相比于其他SMG调查的更高的红移不仅是由透镜选择，但也由较长的波长。这个SPT样本预计将主要由一群透镜主序星星系和一小部分（$\sim$ 10\%）的非透镜极端星爆组成。

高红移QSO寄主的尘埃含量

The dust content of QSO hosts at high redshift

对高Z类星体（QSO）宿主的红外观测表明，早期宇宙中存在大量尘埃。当与中性气体质量和恒星形成率等其他观测量结合时，z~6类星体宿主的尘埃含量可能有助于限制它们的恒星形成历史。我们已经收集了一个数据库的58个来源，从文献中发现的各种调查和观察的FIR。我们已经解释了现有的数据，通过形成原球体的化学演化模型，研究调节恒星形成和尘埃生产的主要参数的作用。对于少数系统，由于推导出的小动力学质量，观测到的尘埃含量只能解释假设头重脚轻的初始质量函数，提高恒星形成效率和增加的尘埃吸积率。然而，不能排除某些系统的动力学质量被低估的可能性。如果是这种情况，尘埃质量可以通过标准模型假设来解释。我们提供了关于类星体宿主后代丰度的预测;虽然很罕见，但这样的系统应该存在，并且可以通过未来的深度调查（如欧几里得已经在z>4）检测到。

The effect of dust bias on the census of neutral gas and metals in the high-redshift Universe due to SDSS-II quasar colour selection

We present a systematic study of the impact of a dust bias on samples of damped Lyman-$α$ absorbers (DLAs). This bias arises as an effect of the magnitude and colour criteria utilized in the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) quasar target selection up until data release 7 (DR7). The bias has previously been quantified assuming only a contribution from the dust obscuration. In this work, we apply the full set of magnitude and colour criteria used up until SDSS DR7 in order to quantify the full impact of dust biasing against dusty and metal-rich DLAs. We apply the quasar target selection algorithm…

Multipole decomposition of redshift drift -- model independent mapping of the expansion history of the Universe

We consider redshift drift in a general space-time as expressed in terms of physically interpretable multipole series. An important realisation from the derived results is that redshift drift cannot in general be thought of as a direct probe of the average expansion rate of the Universe due to the presence of structure along the light beams from the astrophysical sources to the observer. We also predict the general presence of a dipolar and a quadrupolar offset in the detection of redshift drift for observers placed in locally anisotropic environments.

A Model Connecting Galaxy Masses, Star Formation Rates, and Dust Temperatures Across Cosmic Time

We investigate the evolution of dust content in galaxies from redshifts z=0 to z=9.5. Using empirically motivated prescriptions, we model galactic-scale properties -- including halo mass, stellar mass, star formation rate, gas mass, and metallicity -- to make predictions for the galactic evolution of dust mass and dust temperature in main sequence galaxies. Our simple analytic model, which predicts that galaxies in the early Universe had greater quantities of dust than their low-redshift counterparts, does a good job at reproducing observed trends between galaxy dust and stellar mass out to z~…

Redshift Horizon for Detecting the First Galaxies in Far-Infared Surveys

We explore the possibility of detecting the first galaxies with the next generation of space-based far infrared (FIR) telescopes by applying an analytical model of primordial dust emission. Our results indicate that FIR/sub-mm sources at $z \gtrsim 7$ will experience a strong negative K-correction. Systems of a given virial mass would exhibit larger dust luminosities at higher $z$, as a consequence of the increase in dust temperature driven by the higher temperature floor set by the cosmic microwave background. In addition, high-$z$ systems are more concentrated, which enhances the heating eff…

Variation of dust properties with cosmic time implied by radiative torque disruption

Dust properties within a galaxy are known to change from the diffuse medium to dense clouds due to increased local gas density. However, the question of whether dust properties change with redshift remains elusive. In this paper, using the fact that the mean radiation intensity of the interstellar medium (ISM) of star-forming galaxies increases with redshift, we show that dust properties should change due to increasing efficiency of rotational disruption by radiative torques, an effect named RAdiative Torque Disruption (RATD). We first show that, due to RATD, the size distribution of interstel…

低红移观测是否开启了开放宇宙的大门？

Do low-redshift observations open the doors to an open universe?

低红移观测发现开放宇宙的证据，挑战了标准暴胀预测。