Dust formation, evolution, and obscuration effects in the very high-redshift universe
在红移z>9处的尘埃演化，以及由此产生的尘埃性质，与局域宇宙中的尘埃演化有很大的不同。相对于局部宇宙，核心坍缩超新星（CCSNe）是热凝聚尘埃的唯一来源。由于初始尘埃与气体的质量比很低，颗粒的破坏率也很低，因此CCSNe是星际尘埃的净生产者。因此，即使在相同的恒星形成率下，具有大初始气体质量或高质量下沉率的星系也会比具有较低气体质量的星系有更快的净尘埃产生率。尘埃成分主要是硅酸盐，表现出强烈的上升，在紫外线不透明度附近的莱曼休息。这种“硅酸盐-紫外线断裂”可能会与莱曼断裂混淆，导致星系光度红移的错误识别。在本文中，我们证明了这些影响，通过分析的光谱能量分布（SED）的MACS 1149-JD，透镜星系在z=9.6。GISMO已经确定了MACS 1149-JD的潜在2 mm对应物。虽然需要额外的观测来证实这一发现，但我们使用这种可能的关联来说明非常高红移宇宙中尘埃的物理过程和观测效应。
2014-05-05 astro-ph.GA
On the Origin of Dust in Galaxy Clusters at Low to Intermediate Redshift
对低到中等红移的星系团的叠加分析显示出可归因于尘埃的特征，但这种尘埃的起源尚不确定。我们测试的假设，大部分的星团尘埃来自星系喷出物。要做到这一点，我们采用尘埃丰度获得详细的化学演化模型的星系。我们集成的尘埃丰度集群光度函数（一个斜率和两个斜率Schechter函数）。我们认为这两个层次的星系形成的情况下，一个独立的演化的三个主要的星系形态：椭圆/S 0，螺旋形和不规则。我们将星系内的尘埃与团内介质中喷出的尘埃分开。对于后者，我们采用热溅射。模型的结果进行了比较，低到中等红移观测的尘埃质量。我们发现，在任何考虑的情况下，椭圆/S 0星系贡献可以忽略不计，目前的团内尘埃，尽管生产的大多数气相金属的星系团。相反，螺旋星系提供了大量的空间无法分辨的尘埃和喷射到团内介质中的尘埃。星系团中总的尘埃-气体质量比为$10^{-4}$，而团内中等尘埃-气体质量比最多为$10^{-6}$。这些尘埃丰度与$0.2 < z <1$的星团观测估计值一致。我们认为星系源，特别是螺旋星系，是星系团尘埃预算的主要贡献者。
2020-02-13 astro-ph.GA
Evolution of grain size distribution in high-redshift dusty quasars: Integrating large amounts of dust and unusual extinction curves
大量的尘埃和高红移类星体（z > 4）中不寻常的消光曲线的发现给早期宇宙尘埃的起源和性质带来了挑战性的问题。本文基于考虑颗粒尺寸分布的尘埃演化模型，研究了高Z类星体中尘埃含量和消光曲线的演化。首先，我们表明，牛奶路消光曲线是复制通过引入一个中等分数（~0.2）的致密的分子云相的星际介质的石墨-硅酸盐尘埃模型。然后，我们表明，在高z类星体中的消光曲线可以通过采取更高的分子云分数（>0.5）来解释，这导致更有效的晶粒生长和凝聚，并通过假设无定形碳而不是石墨。高Z类星体宿主中的大量尘埃含量也被发现是尘埃增长增强的自然结果。这些结果表明，分子云中的颗粒生长和凝聚是增加尘埃质量和改变星系中尘埃尺寸分布的关键过程，并且与不同的尘埃成分一起，可以有助于形成消光曲线。
2014-10-29 astro-ph.GA
Geometry effects on dust attenuation curves with different grain sources at high redshift
尘埃已经在高红移（$z>5$）星系中被探测到，但它的起源仍然存在争议。高红移星系中的尘埃产生可能主要是由恒星产生或由星际介质中的吸积（尘埃生长）所控制。先前的研究表明，这两个尘埃源预测不同的粒度分布，这导致显着不同的消光曲线。本文通过辐射转移计算，研究了消光曲线的差异对星系尘埃衰减特性的影响。为了研究尘埃-恒星分布几何的主要影响，我们采用了两种具有代表性的情况下，在球对称性：良好的混合几何（恒星和尘埃均匀混合）和两层几何（年轻的恒星更集中在中心）。在这两种情况下，我们证实，衰减曲线可以急剧陡峭的散射和不同的光学深度之间的年轻和年老的恒星星族，并可以平坦的存在的未遮挡的恒星星族。即使消光曲线非常不同，我们也可以重现类似的衰减曲线。因此，我们得出结论，这是很难区分的灰尘源，只有衰减曲线。然而，如果我们包括尘埃排放的信息，并绘制IRX（红外过量）- $β$（紫外光谱斜率）关系，不同的尘埃源预测不同的位置在IRX- $β$图。如果尘埃增长是主要的尘埃来源，则在类似的IRX下，更大的$β$是优选的。
2021-09-07 astro-ph.GA
Dusty Galaxies at the Highest Redshifts
我们表明，使用红色的基础上选择候选高红移尘埃星系的调查与赫歇尔已被证明是非常成功的。红移最高的天体HFLS 3位于z = 6.34处，并且已经发现了许多其他来源。光谱跟踪证实其中大部分位于z> 4处。这些来源被发现的数量如此之多，以至于它们对当前的星系演化模型提出了挑战。我们还研究了在更高的红移下发现尘埃星系的前景。这些不会出现在赫歇尔的SPIRE巡天中，但会在更长波长的亚毫米巡天中被探测到。已经发现了几个这样的"SPIRE辍学者"，现在正在进行后续观察。
2015-11-10 astro-ph.GA
Constraining dust formation in high-redshift young galaxies
核心坍缩超新星（SNe）被认为是宇宙中第一个重要的尘埃来源。这样的SNe预计将是主要的尘埃生产商在年轻的高红移莱曼$α$发射器（LAEs）鉴于他们的年轻的年龄，提供了一个很好的测试平台的SN尘埃形成模型在星系演化的早期阶段。我们专注于一个特定的，发光LAE的尘埃富集（Himiko，$z\simeq 6.6$），其中严格上限为$52.1~μ$ Jy（$3σ$）最近已获得ALMA连续观测在1.2毫米。我们预测其亚毫米尘埃排放使用详细的模型，遵循SN尘埃富集和破坏和平衡尘埃温度，并根据所采用的尘埃光学特性，获得单个SN产生的尘埃质量的合理上限：$m_\mathrm{d,SN} < 0.15$ --0.45 M $_\odot$。这些上限小于SN 1987 A的尘埃质量和尘埃凝聚理论的预测，这意味着在SN 1987 A中产生的尘埃在被注入到星际介质之前可能会受到反向冲击破坏。最后，我们提供了一个配方派生$m_\mathrm{d,SN}$从亚毫米观测的年轻，金属穷人的对象，其中在SN喷出物冷凝是占主导地位的尘埃形成渠道。
2014-06-26 astro-ph.GA
The Rise and Fall of Dust in the Universe
该研究利用亚毫米观测估计宇宙尘埃平均密度随红移的变化，发现其从z=5到z=2增加约10倍，随后下降，与恒星形成率演化相似，并揭示了尘埃示踪气体的耗尽时间随红移下降。
2024-02-07 astro-ph.GA
Dust Attenuation in High Redshift Galaxies -- 'Diamonds in the Sky'
利用COSMOS巡天中观测到的266个星系的光学到近红外光谱能量分布（SED），推导了高红移处尘埃衰减的波长依赖关系。所有星系的光谱红移在z = 2到6.5之间。的CIV吸收功能的存在下，表明休息帧的UV-光学SED占主导地位的OB星，是用来选择对象的固有的，未衰减的光谱具有良好的既定形状。与所观察到的宽带光度SED的本征光谱的比较，然后允许推导的尘埃衰减的波长依赖性。衍生的尘埃衰减曲线是类似的整体形状的卡尔泽蒂曲线的本地星暴星系。我们还看到了2175年出现在银河系和大麦哲伦星系消光曲线中的“凸点”特征，但在卡尔泽蒂曲线中没有看到。凸块特征通常归因于石墨或多环芳烃。在z = 2 - 4和z = 4 - 6.5处的子样本之间没有看到红移的显著依赖性。所得的“消光”曲线为高红移星系光度学的颜色和消光改正提供了坚实的基础。
2014-12-28 astro-ph.GA
Impact of grain size distributions on the dust enrichment in high-redshift quasars
在高红移（$z>5$）类星体中，观测到大量的尘埃（$\textstyle\sim 10^{8} \mathrm{M}_{\sun}$）。为了解释大的尘埃含量，我们专注于一种可能性，即重元素的吸积颗粒生长是主要的尘埃源。我们采用了一个适用于附近星系的化学演化模型，但利用足够的参数高$z$类星体。据推测，金属和尘埃主要由II型超新星（SNe）喷出。我们已经发现，晶粒生长强烈地依赖于晶粒尺寸分布。如果我们简单地使用从SNe喷射的颗粒的尺寸分布，则颗粒生长是低效的，因为缺乏小颗粒（即，尘埃颗粒的表面积与体积比小）。然而，如果我们考虑到星际破碎产生的小颗粒，颗粒生长的效率足以解释高$z$类星体中丰富的尘埃丰度。我们的研究结果不仅证实了晶粒生长是解释高$z$类星体中大量尘埃的必要条件，而且还表明晶粒尺寸分布对晶粒生长有着至关重要的影响。
2012-05-29 astro-ph.GA
Absorption by Spinning Dust: a Contaminant for High-Redshift 21 cm Observations
在明亮的银河系同步加速器背景前旋转的尘埃颗粒会产生微弱的吸收信号，这可能会影响对高红移21厘米吸收的测量。在接近80 MHz的频率下，EDGES实验报告了$z \approx 17$的21 cm吸收，在温度为$T \approx 50$ K的冷星际介质中，半径为$a \approx 50Å$的星际纳米颗粒可以产生吸收。大气中的气溶胶可能有助于增加吸收。吸收的强度取决于这些颗粒的丰度和它们的偶极矩，这是不确定的。旋转尘埃的吸收光谱的宽度限制了其对相对窄的21 cm吸收特征的测量的可能影响。
2018-05-07 astro-ph.GA
Can planet formation resolve the dust budget crisis in high redshift galaxies?
行星形成的过程通过原恒星盘中的颗粒生长和碎片盘系统中较大物体的研磨提供了丰富的尘埃生产来源。化学演化模型，旨在跟踪金属和尘埃在星系中的积累，目前还不能解释行星形成。我们认为，在高红移星系中的尘埃质量的化学演化模型的明显预测不足的可能性，可能在一定程度上，由于这些模型忽略了这一过程，特别是由于他们的假设，即大部分的尘埃质量是从星际介质在恒星形成（所谓的astration）。通过添加一个行星形成阶段到星系的化学演化，我们表明，尘埃预算危机可以部分改善的因素只有1.3-1.5，如果a）拱星盘防止大部分的尘埃质量进入恒星在其诞生期间，和b），尘埃质量优先解放通过喷流，风和外流，而不是吸积成行星质量的机构。
2017-08-23 astro-ph.GA
Realistic Multi-temperature Dust: How Well Can We Constrain the Dust Properties of High-redshift Galaxies?
本研究通过构建基于偏态正态温度PDF的真实尘埃SED，评估单温近似在约束高红移星系尘埃性质中的准确性，发现尘埃质量在低温宽分布下可被低估达0.6 dex，且多温效应导致发射率指数偏浅，系统误差不容忽视。
2025-05-26 astro-ph.GA
Analytic models of dust temperature in high-redshift galaxies
利用解析模型研究了在某些高红移星系（$z>5$）中观测到的高尘埃温度（$T_\mathrm{dust}\gtrsim 40$ K）的物理原因。我们考虑两个模型，可以处理分析：辐射转移（RT）模型，{其中广泛分布的值为$T_\mathrm{dust}$被认为是}，和一个temperature（一个$T$）模型，它假设{均匀$T_\mathrm{dust}$ }。这两个极端{用来概括最现实的情况}。我们采用Kennicutt-Schmidt（KS）定律将恒星辐射场与气体表面密度联系起来，并改变尘气比。因此，我们的模型能够预测恒星形成率的表面密度（$Σ_\mathrm{SFR}$）或尘埃质量（$Σ_\mathrm{dust}$）和$T_\mathrm{dust}$之间的关系。我们发现，在$z\gtrsim 5$观察到的高$T_\mathrm{dust}$有利于低尘气比（$\lesssim 10^{-3}$）。与KS定律相比，增强的恒星形成给出了高$T_\mathrm{dust}$的另一种解释。只要我们使用ALMA波段6- 8，两个模型（RT和一个- $T$）之间的尘埃温度是相似的。在不假设KS定律的情况下，我们还检验了$Σ_\mathrm{SFR}$、$Σ_\mathrm{dust}$和$T_\mathrm{dust}$之间的关系，并证实了与$z>5$实际观测数据的一致性。在一个$T$模…
2022-08-09 astro-ph.GA
A Photon Burst Clears the Earliest Dusty Galaxies: Modelling Dust in High-redshift Galaxies from ALMA to JWST
本研究更新半解析模型A-SLOTH模拟高红移星系尘埃演化，发现ALMA观测的z≈7星系尘埃源于普通恒星形成增长，而JWST观测的z≈11星系缺尘是近期高效星暴辐射压抛射尘埃所致，该结果对早期宇宙相关研究有重要意义。
2023-10-04 astro-ph.GA
Dust removal timescale in galaxies across cosmic time
本研究利用赫歇尔望远镜观测的逾12万个红外选星星系数据，测定了红移至~5区间的星系尘埃清除时标，发现其随红移升高从1.8 Gyr降至不足500 Myr，揭示尘埃清除过程随宇宙时间演化。
2025-07-24 astro-ph.GA
Evolution of the dust-to-metals ratio in high-redshift galaxies probed by GRB-DLAs
上下文关于高红移尘埃的性质的几个问题仍然没有解决：它的组成，它的生产和增长机制，以及它对背景源的影响。目标。我们提供了一个更精确的尘埃贫化水平和尘埃-金属比（DTM）之间的关系，并利用DTM通过伽马射线暴阻尼莱曼α吸收体（GRB-DLAs）研究了高红移宇宙中尘埃的起源和演化。方法.我们使用吸收线测量的金属柱密度共19 GRB-DLAs，包括五个新的伽玛暴余辉光谱VLT/X-射手。我们使用最新的线性模型来计算每个DLA中的粉尘损耗强度因子。使用这些值，我们计算总灰尘和金属柱密度，以确定DTM。我们探讨了DTM与金属丰度的演变，并将其与以前用不同方法测量的DTM趋势进行比较。结果我们在19个GRB-DLA中的16个中发现了显着的尘埃耗尽，但19个中的18个的DTM显着低于银河系。我们发现，DTM与金属丰度呈正相关，这支持了占主导地位的ISM尘埃形成的颗粒生长模式。我们发现从耗尽测量的尘埃含量和来自总的V-波段消光，$A_V$，通过拟合余辉SED测量之间有很大的差异。我们建议不要使用一种方法的测量值来估计另一种方法的测量值，直到可以解决差异。
2017-03-02 astro-ph.GA
High redshift JWST predictions from IllustrisTNG: Dust modelling and galaxy luminosity functions
詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）有望彻底改变我们对早期宇宙的理解，将其即将进行的观测与$Λ$ CDM模型的预测进行对比需要详细的理论预测。在这里，我们利用大动态范围的IllustrisTNG模拟套件，TNG 50，TNG 100，和TNG 300，从$z=2$到$z=10$推导多波段星系光度函数。我们特别强调探索不同的尘埃衰减模型，以确定星系光度函数的休息帧紫外线（UV）和明显的宽NIRCam波段。我们最详细的尘埃模型是基于连续蒙特卡罗辐射传输计算采用观测校准的尘埃属性。这种校准的结果在约束的红移演化的尘埃衰减归一化和尘埃-金属比产生更强的红移演化的衰减归一化相比，大多数以前的理论研究。总的来说，我们发现很好的协议之间的休息帧紫外光度函数和观测数据的所有红移，也超出了制度用于尘埃模型校准。此外，我们还恢复了观测到的高红移（$z=4-6$）紫外光度与恒星质量的关系，H $α$与恒星形成率的关系，和H $α$光度函数在$z=2$。亮端（$M_{\rm UV}>-19.5$）累积星系数密度与观测数据一致。对于F200 W的近红外相机波段，我们预测，JWST将检测$\sim 80$（$\sim 200$）星系的信噪比$10$（$\sim 5$）的近红外相机视场内，$2.2\times2.2 \,{\rm arcmin}^{2}$，总曝光时间为$10^5{\rm s}$在红移范围$z=8 …
2019-04-15 astro-ph.GA
No Redshift Evolution of Dust Temperatures from $0 < z < 2$
一些最近的文献声称，在星系的尘埃温度朝着温暖（或寒冷）的光谱能量分布（SED）之间的低和高红移的演变。这些结论是由理论模型和实证测量驱动的。这种说法有时相互矛盾，并且容易在样本或SED拟合技术中产生偏差。使直接比较变得困难的是，没有统一的方法来拟合星系的红外/毫米波SED。在这里，我们的目标是标准化的测量星系的尘埃温度与蟒蛇为基础的SED拟合程序，MCIRSED。我们利用IRAS，Herschel和Scuba-2观测到的参考数据集来测试红移演化到$z\sim2$。我们将我们的工作锚定在L $λ_{peak}$平面上，其中根据经验观察到IR发光度和静止帧峰值波长（发光度加权尘埃温度的观测代理）之间存在反相关性，例如$λ_{peak}=λ_{t}({L_{IR}}/{L_{t}})^η$，其中$η=-0.09\pm0.01$、L $_{t}=10^{12}$ L $_{\odot}$和$λ_{t}=92\pm2μ$ m。我们发现没有证据表明红移演化的星系的温度，或$λ_{peak}$，在固定的L $_{IR}$从$0<z<2$与>99.99%的置信度。我们的发现并不排除在固定恒星质量的尘埃温度的演变，这是预期从一个非演变的L $_{IR}$ - $λ_{peak}$关系和一个强烈的演变SFR-M $_\star$关系。在给定的L $_{IR}$中，尘埃温度的宽度很可能是由星系尘埃几何形…
2022-03-30 astro-ph.GA
Diversity and Evolution of Dust Attenuation Curves from Redshift z ~ 1 to 9
Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA（天体生物学中心）；MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院卡弗里天体物理学与空间研究所）；Kavli Institute for Cosmological Physics (KICP), University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理研究所）；Department of Astronomy & Astrophysics, University of Chicago（芝加哥大学天文与天体物理系）；Sterrenkundig Observatorium Department of Physics and Astronomy Universiteit Gent（根特大学物理与天文学系天文台）；Institute for Computational & Data Sciences, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学计算与数据科学研究所）；Institute of Science and Technology Austria（奥地利科学与技术研究所）；Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian（哈佛史密森尼天体物理中心）；Department of Astronomy, University of Geneva（日内瓦大学天文学系）；Cosmic Dawn Center (DAWN)（宇宙黎明中心）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯玻尔研究所）；Department of Physics, University of Oxford（牛津大学物理系）；Department of Astronomy, Oskar Klein Centre, Stockholm University（斯德哥尔摩大学奥斯卡克莱因中心天文学系）
研究通过分析高红移星系的尘埃消光曲线，发现其斜率随红移增加而变平，表明高红移尘埃颗粒更大，且紫外消光减少。
2026-03-12 astro-ph.GA
X-shooting GRBs at high redshift: probing dust production history
演化的渐近巨星分支（AGB）恒星和Ia型超新星（SNe）是形成星系星际介质中尘埃的重要元素，特别是碳和铁。然而，它们至少需要一个陀螺才能开始产生这些元素，因此，在高红移时可能会出现尘埃数量或性质的变化。在这项工作中，我们使用消光的伽马射线暴（GRB）余辉作为一种工具，寻找在z>3的尘埃属性的变化。我们使用光谱选择的样品观察到的伽玛暴余辉与VLT/X-shooter仪器，以确定消光曲线的高红移。我们提出了10个新的z>3 X-射手伽玛暴，其中6个是尘埃。结合这些与以前已知的三个z>3的伽玛暴的个别消光曲线，我们发现一个平均消光曲线与SMC-Bar一致。与光谱学上选择的所有红移的伽玛暴的比较表明，在z>3.5时，视觉消光（A_V）下降，没有中度或高度的消光爆发。我们使用模板光谱检查观测偏差，发现高达Z~8的伽玛暴是可检测的X-射手高达A_V~0.3马格。虽然其他的偏差被注意到，一个均匀的低尘埃含量以上Z>3.5表明一个真正的下降，这表明在尘埃性质和/或可用的尘埃积木的过渡。在z<3.5处粉尘含量的显著增加可能是由于第一富碳AGB和Ia型SNe分别产生碳和可能的铁。或者，z>3.5的尘埃降可能是GRB宿主星系的低恒星质量的结果。
2018-07-10 astro-ph.GA
NEP-AKARI: Evolution with redshift of dust attenuation in 8 micron selected galaxies
我们在NEP-AKARI场中建立了一个8 μ m的选定星系样本，定义了4个红移仓，AKARI的4个波段分别为11、15、18和24 μ m（0.15<z<0.49、0.75<z<1.34、1.34<z<1.7和1.7<z<2.05）。我们的样本包含4079个源，其中599个源可以用Herschel/PACS安全地检测到。此外，添加紫外线（UV）数据从GALEX，我们拟合光谱能量分布的物理动机代码CIGALE提取的恒星形成率，恒星质量，尘埃衰减和活动星系核的贡献，总红外光度（L_{IR}）。我们讨论了所采用的衰减曲线和波长覆盖的影响，以估计这些物理参数。我们主要研究了在不同的红移仓中光度接近特征L_{IR} ^* 的星系，研究了这些星系中尘埃衰减随红移的演化。
2017-10-03 astro-ph.GA
Dust in High-Redshift Galaxies: Reconciling UV Attenuation and IR Emission
本文通过半解析模型结合IRX-β关系与ALMA观测，揭示高红移星系尘埃需各向异性分布且覆盖因子随星系亮度变化，以调和紫外衰减与红外发射之间的矛盾。
2024-08-13 astro-ph.GA
Measurements of the dust properties in z~1-3 SMGs with ALMA
我们提出了阿塔卡马大毫米阵列（ALMA）2毫米连续观测的一个完整的和公正的样本99 870微米选择的亚毫米星系（SMG）在扩展钱德拉深场南（ALESS）。我们对每个SMG的观测达到了53微焦/束的平均灵敏度。我们测量了70个源的通量密度，我们获得了典型的870微米到2毫米的通量比为14 +/- 5。我们没有发现这个流量比的红移依赖，这将是预期的，如果我们的SMG的尘埃发射特性是相同的，在所有的红移。通过将我们的ALMA测量与现有的Herschel/SPIRE观测相结合，我们构建了一个（有偏见的）27个星系的子集，其中冷尘埃排放足够好的采样，以获得精确的约束，使用简单的等温模型的尘埃属性。由于我们新的2毫米观测，尘埃发射率指数受到很好的约束，并且对不同的尘埃不透明度假设具有鲁棒性。我们的SMG的中值尘埃发射率指数为$β\simeq1.9\pm0.4$，与银河系和其他本地和高红移星系中尘埃的发射率指数以及经典尘埃颗粒模型预测一致。我们还发现了尘埃温度和$β$之间的负相关，类似于低红移的观测和理论研究。我们的研究结果表明，$β\simeq2$在高红移尘埃恒星形成星系，这意味着我们的SMG和本地尘埃星系样品之间的尘埃颗粒性质的演变很小，并建议这些高质量和高金属丰度星系的尘埃水库驱动的颗粒生长在其ISM。
2021-06-16 astro-ph.GA
The infrared-dark dust content of high redshift galaxies
本文提出了一个理论模型，旨在解释高红移（z >5）星系的IRX- $β$关系。最近的观测（Capak+2015; Bouwens+2016）表明，早期的Lyman Break Galerkin虽然具有较大的紫外线衰减（例如平坦的紫外线β斜率），但显示出惊人的FIR赤字，即它们是“红外暗”。这种明显偏离局部IRX-β关系的现象可以用这些系统中较大的分子气体含量来解释。虽然弥漫ISM中的尘埃达到相对较高的温度（对于典型的尺寸a=0.1 μ m，Td = 45 K;较小的颗粒可以达到Td = 60 K），但相当大一部分尘埃质量嵌入致密气体中，因此保持寒冷。如果得到证实，FIR赤字可能是一种新的，强有力的高Z星系的分子含量的指标，可用于预选候选人后续深CO观测。因此，使用ALMA进行高z CO线搜索可能比目前想象的更有希望。
2016-07-06 astro-ph.GA
The influence of a top-heavy integrated galactic IMF and dust on the chemical evolution of high-redshift starbursts
本文研究了星系初始质量积分函数（IGIMF）和尘埃演化对高红移星暴星系丰度分布的影响。在我们的化学模型中，气体云的快速坍缩引发了一个激烈而快速的恒星形成过程，这一过程一直持续到星系风的爆发，由恒星风和超新星爆炸注入的热能提供动力。我们的模型遵循几个化学元素（C，N，$α$ -元素和Fe）在气体和尘埃阶段的演变。%采用了最新的恒星产额和尘埃公式。我们测试了不同的$β$值，即IGIMF的嵌入式集群质量函数的斜率，其中较低的$β$值意味着更头重脚轻的初始质量函数（IMF）。计算出的丰度进行比较，高品质的丰度测量获得透镜星系和复合光谱中的大样本的恒星形成星系的红移范围$2 \lesssim z \lesssim 3$。IGIMF的采用导致了相对于标准Salpeter IMF的恒星形成速率的明显增加，对化学演化产生了强烈的影响。我们发现，为了重现在这些星系中观察到的丰度模式，我们需要一个非常头重脚轻的IGIMF（$β< 2$）或大量的尘埃。特别是，如果灰尘很重要，IGIMF应该有$β\ge 2$，这意味着IMF比Salpeter稍微重一些。还计算了不同质量和IMF的星系的尘埃质量随时间的演化，突出了尘埃量随着顶部较重的IGIMF而增加。
2020-03-24 astro-ph.GA
The ALMA REBELS Survey: The Dust-obscured Cosmic Star Formation Rate Density at Redshift 7
宇宙尘埃是塑造星系演化及其观测特征的重要组成部分。尘埃在早期宇宙中积累的速度有多快仍然是一个悬而未决的问题，需要在（亚）毫米波长下进行深入观测才能解决。在这里，我们使用阿塔卡马大型毫米阵列观测45个星系的再电离时代明亮发射线调查（REBELS）及其试点计划，旨在针对[CII]和尘埃排放的紫外选择星系在$z\sim7$，调查的尘埃含量高红移星系通过堆叠分析。我们发现，遮蔽恒星形成的典型分数$f_\mathrm{obs} = \mathrm{SFR}_\mathrm{IR} / \mathrm{SFR}_\mathrm{UV + IR}$取决于恒星质量，类似于在较低的红移观察到的，和范围从$f_\mathrm{obs} \approx 0.3 - 0.6$与$\log_{10}\left(M_\star / M_\odot\right) = 9.4 - 10.4$星系。我们进一步采用文献中的$z\sim7$恒星质量函数，从REBELS巡天数据中提取了被遮蔽的宇宙恒星形成率密度（SFRD）。我们的研究结果表明，在$3\lesssim z \lesssim 7$之间的SFRD只有适度的减少，在$z\sim7$，尘埃遮蔽的恒星形成仍然贡献了$\sim30\%$。虽然我们广泛地讨论了潜在的警告，我们的分析强调了尘埃遮蔽的恒星形成的持续重要性，甚至进入了再电离时代。
2022-11-09 astro-ph.GA
Dust-free starburst galaxies at redshifts $z>10$
最遥远的星系之一GN-z 11形成于宇宙4亿年前，它的恒星形成速率为$\sim 25~M_\odot$ yr $^{-1}$，金属丰度为$Z\sim 0.2\pm 0.1Z_\odot$。它类似于$z=2-3$星系（在"宇宙正午”），除了测量到的变红$E(B-V)=0.01\pm 0.01$表明存在很少或没有尘埃。这种明显的尘埃缺失暗示着剧烈的动力学事件，这些事件在相对较短的时间尺度内将尘埃和气体一起摧毁或疏散出星系，使其变得透明。我们应用三维数值模型来推断这些事件可能的物理特征。我们证明，所观察到的恒星形成率的能量是足够的时间尺度上的$20-25$ Myr撕裂的尘埃面纱。这可以解释在$z\ge 10$和$z\sim 7$之间星系的紫外光度函数明显缺乏演化的原因，这是由于没有尘埃补偿了在较高红移处的较低星系质量。然而，我们表明，这是一个暂时的现象，在最后一次超新星爆炸发生后不久，膨胀的壳层收缩，并在$\approx 5-8$ Myr的时间尺度上掩盖了星系。
2023-02-13 astro-ph.GA
REBELS-IFU: Dust Build-up in Massive Galaxies at Redshift 7
Academia Sinica（中央研究院）；Hiroshima University（广岛大学）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；Leiden University（莱顿大学）；Universitat de València（瓦伦西亚大学）；Instituto de Física de Cantabria（坎塔布里亚物理研究所）；Università di Bologna（博洛尼亚大学）；INAF – Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna（意大利国家天体物理研究所博洛尼亚天文与空间科学观测站）；Flatiron Institute（平坦研究所）；Universidad Diego Portales（迭戈波塔莱斯大学）；The University of Manchester（曼彻斯特大学）；University of Groningen（格罗宁根大学）；Ghent University（根特大学）；Scuola Normale Superiore（比萨高等师范学院）；Sapienza, Università di Roma（罗马第一大学）；INFN, Sezione di Roma I（意大利国家核物理研究所罗马一分部）；INAF/Osservatorio Astronomico di Roma（意大利国家天体物理研究所罗马天文台）；the Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Cosmic Dawn Center (DAWN)（宇宙黎明中心）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯玻尔研究所）；University of Geneva（日内瓦大学）；Liverpool John Moores University（利物浦约翰摩尔斯大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
研究红移7的高大星系中尘埃积累，发现尘埃到气体比例与本地星系相似，但尘埃到恒星质量比例显著更高，表明需要快速超新星富集和高效尘埃增长。
2025-12-02 astro-ph.GA
COSMOS-Web: Star formation along the early Hubble sequence and the evolution of dust over the redshift range 0<z<12
Cardiff University（卡迪夫大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；University of Western Australia（西澳大利亚大学）；Royal Observatory of Edinburgh（爱丁堡皇家天文台）
通过COSMOS-Web目录对最深的SCUBA-2图像进行堆叠分析，研究了红移范围0<z<12内不同恒星质量及形态类别的星系的平均亚毫米波辐射，发现高红移星系的恒星形成率增加，并揭示了尘埃演化与恒星形成历史的关系。
2026-05-20 astro-ph.GA
Dust enrichment from core-collapse supernovae and extinction curves in the high-redshift universe
The University of Tokyo（东京大学）；Dipartimento di Fisica, “Sapienza” Università di Roma（罗马大学物理系）；INAF/Osservatorio Astronomico di Roma（意大利国家天体物理研究所罗马天文台）；INFN, Sezione Roma I（意大利国家核物理研究所罗马第一分所）；Sapienza School for Advanced Studies（萨皮恩扎高等研究学院）；INAF/Osservatorio Astrofisico di Arcetri（意大利国家天体物理研究所阿切尔天文台）；Cosmic Dawn Center (DAWN)（宇宙黎明中心）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯玻尔研究所）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI)（宇宙物理与数学科学卡弗里研究所）
研究了恒星坍缩超新星对尘埃富集的影响，探讨了不同参数下尘埃粒径分布和消光曲线的演化，发现反冲冲击波显著影响尘埃生成和消光曲线特性。
2026-04-29 astro-ph.GA
The uncertain interstellar medium of high-redshift quiescent galaxies: Impact of methodology
在高红移静止星系（QG）中包含多少气体和尘埃是目前一个开放的问题，相对较少且相互矛盾的答案，以及对我们理解宇宙中午恒星形成淬灭过程的性质的重要影响。在这里，我们重新审视远红外（FIR）观测的六个z = 1.6 - 3.2 QG强烈的中等红移星系团透镜的REQUIEM-ALMA样本。我们测量了他们的连续发射使用先验获得的高分辨率近红外（NIR）成像，而不是专注于点源提取，转换成尘埃质量使用FIR尘埃排放模型来自QG的统计样本，并比较结果的参考工作。我们发现，虽然至少最大的样本星系确实是灰尘贫乏，但图片比以前报道的要微妙得多。特别是，这些更保守的约束仍然与早期QG中的高尘埃分数一致。我们发现，这些测量是非常敏感的提取方法和转换因子：使用扩展的光模型，以适应FIR发射增加了高达50%的检测通量和上限的一个因素6。加上FIR到尘埃的转换，这相当于尘埃分数的数量级差异，对这些数据区分恒星形成猝灭情景的能力产生了怀疑。除非通过其他方法来识别这些物质，否则绘制高红移QG中的尘埃和气体将继续需要花费一些代价的观测。
2022-11-25 astro-ph.GA
On the (in)variance of the dust-to-metals ratio in galaxies
最近的研究表明，在不同的环境中，尘埃与金属的比例变化很小，尘埃消光与恒星密度之间存在相关性。人们会天真地将这些发现解释为宇宙尘埃主要由恒星产生的有力证据。但其他观测证据表明，尘埃与金属的比例随金属丰度而发生显着变化。正如我们在这篇论文中所证明的，一个简单的星尘场景也是有问题的，因为它需要摧毁星际介质中的尘埃（例如，由于超新星冲击的通过）必须是非常低效的。我们提出了一个模型，恒星尘埃生产确实是有效的，但星际尘埃的增长是同样重要的，作为一个补充机制，可以抵消尘埃破坏的影响。这个模型似乎解决了看似矛盾的观测结果，因为有效的（恒星）尘埃和金属产量的比率并不普遍，因此可能会从一个环境到另一个环境发生变化，这取决于金属丰度。
2014-03-03 astro-ph.GA
Modeling Dust Production, Growth, and Destruction in Reionization-Era Galaxies with the CROC Simulations II: Predicting the Dust Content of High-Redshift Galaxies
本研究利用CROC模拟结合后处理方法建模再电离时代星系尘埃过程，发现现有模型参数无法同时匹配多波段观测约束，指出尘埃分布观测可有力检验恒星反馈模型。
2023-08-22 astro-ph.GA
Dust attenuation, dust content and geometry of star-forming galaxies
本研究结合多巡天观测数据与SKIRT辐射转移模型，分析0<z<2.5恒星形成星系的尘埃消光与几何结构，发现尘埃成团结构或致密核可调和不同波段尘埃质量约束矛盾，并探讨了半光与半质量半径的差异影响。
2023-07-05 astro-ph.GA
First Light And Reionisation Epoch Simulations (FLARES) III: The properties of massive dusty galaxies at cosmic dawn
利用第一光和再电离时期模拟（\textsc{Flares}），我们探讨了在$z\in[5,10]$的大质量高红移星系的尘埃驱动的性质。利用辐射传输程序\textsc{skirt}对星系样品进行后处理，得到了全谱能量分布。我们探讨由此产生的光度函数，IRX- $β$关系，以及光度加权尘埃温度的再电离时代（EoR）。我们发现，我们的大部分结果与目前的观测结果一致，但低估了明亮的红外星系的数量密度，这是非常偏向于最密集的区域。我们看到，\textsc{Flares} IRX- $β$关系（对于$5\le z\le8$）主要遵循局部星爆关系。IRX随恒星质量的增加而增加，在高质量端（$\sim10^{10}$ M $_{\odot}$）处趋于稳定，并且在红移的中值归一化中没有显示出任何演化。我们还看的依赖性的峰值尘埃温度（$T_{\mathrm{peak}}$）的各种星系的属性，包括恒星质量，红外光度和sSFR，找到的相关性是最强的sSFR。亮度加权的尘埃温度增加向更高的红移，与斜率的$T_{\mathrm{peak}}$红移关系显示出更高的斜率比较低的红移关系从以前的观测和理论工作。与其他模拟相比，\textsc{Flares}的结果能够提供更好的高红移星系的统计样本，为高红移宇宙提供了一个独特的有利位置。
2022-03-10 astro-ph.GA
The First Robust Constraints on the Relationship Between Dust-to-Gas Ratio and Metallicity in Luminous Star-forming Galaxies at High Redshift
我们提出了一个样本的四个星系在阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列哈勃超深场（ALMA HUDF）的休息光学光谱特性。这些星系跨越红移范围$1.41 \leq z \leq 2.54$和恒星质量范围$10.36\leq\log(M_*/{\rm M}_{\odot})\leq10.91$。他们有现有的远红外线和无线电测量尘埃连续体和分子气体排放量热恒星形成率（SFR），尘埃质量和分子气体质量已估计。我们使用来自Keck/MOSFIRE摄谱仪的新的$H$和$K$波段近红外光谱来估计来自灰尘校正的H $α$发射（SFR（H $α$））的SFR和来自[NII] $λ6584$ /H $α$比率的气相氧丰度。我们发现，灰尘校正的SFR（H $α$）是系统低于测热SFR的几个因素，并测量气相氧丰度在一个狭窄的范围内，$12+\log(\mbox{O/H})=8.59-8.69$（$0.8-1.0\: (\mbox{O/H})_{\odot}$）。相对于一个大的$z\sim 2$比较样本的MOSDEF调查，ALMA HUDF星系分散大致对称的最佳拟合的线性质量金属丰度关系，提供了初步的证据，在高恒星质量的金属丰度的SFR依赖平坦。结合氧丰度与尘埃和分子气体质量的估计，我们表明，没有显着的演变，在规范化的尘埃-气体比DGR与金属丰度关系从$z\sim0$到$z\sim2$。这一结果与一些描述星系尘埃演化…
2020-10-28 astro-ph.GA
Dust correction factors over $0 < z < 3$ in massive star-forming galaxies from stacking in \emph{Herschel}
在这项工作中，我们使用堆积分析在\emph{Herschel} PACS研究的精度几个典型的尘埃校正因子估计总的恒星形成率（SFR）的高红移恒星形成（SF）星系。我们还分析了堆积效应对SFR和恒星质量之间关系的暗示，以及特定SFR（${\rm sSFR} = {\rm SFR} / {\rm M_*}$）的红移演化。我们发现大质量SF星系的尘埃性质随红移的变化而变化，对于给定的UV连续斜率和恒星质量，处于$z \sim 2-3$的星系比处于$z \sim 1$的星系衰减更大。因此，单一的IRX- $β$关系不能用来恢复$0 \lesssim z \lesssim 3$上大质量SF星系的总SFR.这可能对更高红移的研究有影响，在那里，一个单一的IRX- $β$关系推导出的本地星暴通常被认为是有效的。然而，我们发现，尘埃衰减和恒星质量之间的本地关系是有效的，至少到$z \sim 1$，虽然偏差被发现的高红移星系，只有$\log{\left( M_* / M_\odot \right)} > 10.25-10.50$星系通过堆叠检测。因此，这并不排除这样的可能性，即当地的尘埃质量关系可以有效的质量较小的SF星系在$z \sim 2-3$。用星族模板进行的SED拟合，给出了在所有红移下尘埃修正的SFR的高估值（在$\log{\rm SFR}$中约为0.3- 0.5 dex）。我们发现，恒星…
2014-09-07 astro-ph.GA
Unusually High Gas-to-Dust Ratios Observed in High-Redshift Quiescent Galaxies
University of Massachusetts, Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；University of Florida（佛罗里达大学）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；Leiden University（莱顿大学）；University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；National Center for Supercomputing Applications（国家超级计算应用中心）；NSF's National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory（美国国家光学-红外天文研究实验室）；University of Arizona（亚利桑那大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；National Taiwan University（台湾大学）
通过ALMA观测发现高红移宁静星系的尘埃连续谱异常微弱，计算得到气体-尘埃比高达300-1200，表明尘埃连续谱不能可靠示踪其分子气体含量。
2025-10-22 astro-ph.GA
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。
2015-10-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
ALMA Lensing Cluster Survey: Dust mass measurements as a function of redshift, stellar-mass and star formation rate, from z=1 to z=5
利用 ALMA 透镜星系团巡天数据，通过连续谱叠加分析约 4000 个星系，测量了 z=1 至 z=5 的尘埃质量演化，发现其随红移下降并随恒星质量和恒星形成率增加，与低红移模型吻合但高红移处偏低。
2024-11-18 astro-ph.GA
On the Dust properties of the UV galaxies in the redshift range $z \sim 0.6-1.2$
本文利用赫歇尔空间天文台远红外观测数据，通过图像叠加和模型拟合研究了红移 $0.6-1.2$ 间紫外选星系的尘埃性质，发现尘埃消光随紫外光度降低而增加，并校正了恒星形成率密度。
2024-11-14 astro-ph.GA
Breaking the Curve with CANDELS: A Bayesian Approach to Reveal the Non-Universality of the Dust-Attenuation Law at High Redshift
尘埃衰减几乎影响了星系演化的所有观测方面，但对遥远宇宙中尘埃衰减定律的形式知之甚少。在这里，我们的光谱能量分布模型（SED）的星系在z = 1.5- 3从CANDELS与静止帧UV到近红外成像在不同的假设下的尘埃定律，并比较推断的衰减光的量与观测到的红外（IR）光度。一些个别星系显示出强有力的贝叶斯证据表明，一种尘埃定律优于另一种尘埃定律，这种偏好与它们在红外过量平面（IRX，$L_{\text{TIR}}/L_{\text{UV}}$）和紫外斜率平面（$β$）上的观测位置一致。我们用一个经验模型$A_{λ,δ}=E(B-V)\ k_λ (λ/λ_V)^δ$概括了尘埃定律的形状，其中$k_λ$是Calzetti等人（2000）的尘埃定律，并表明在色过量${E(B-V)}$和倾斜$δ$之间存在${δ=(0.62\pm0.05)\log(E(B-V))}$ + ${(0.26~\pm~0.02)}$的相关性。具有高色余的Galerkin有一个较浅的类似星爆的定律，而那些具有低色余的Galerkin有一个较陡的类似SMC的定律。令人惊讶的是，我们样本中的星系没有显示出尘埃定律的形状与恒星质量、恒星形成率或$β$之间的相关性。在尘埃定律的变化与颜色过剩是一致的模型，其中衰减是由散射，混合星尘几何形状，和/或恒星人口年龄，金属丰度和尘埃粒度的趋势。这种静止坐标系的紫外-近红外方法显示出在更高…
2016-05-25 astro-ph.GA
Dust in the Circumgalactic Medium of Low-Redshift Galaxies
使用光谱选择的星系从斯隆数字巡天，我们提出了一个检测的红化由于在星系的环星系介质中的尘埃。我们检测到的“标准蜡笔”的颜色的平均变化与存在的前景星系在z ~0.05作为角间距的函数。在Peek & Graves（2010）之后，我们使用被动演化的星系创建标准蜡笔，对银河系红化和颜色红移趋势进行校正，导致样品的颜色散射只有2%。我们设计了一些方法来改善与颜色估计相关的可能的系统效应，并且我们发现前景星系引起的过度变红，其水平在10到0.5毫米量级，尺度范围从30千秒差距到1兆秒差距。我们将这种效应归因于星系周围尘埃的大规模分布，类似于Menard等人的发现。我们发现，环星系红化是一个弱函数的恒星质量的范围$6 \times 10^9 M_\odot$ - $6 \times 10^{10} M_\odot$，并注意到，这种行为似乎是一致的，最近的结果在气相中的金属分布。
2014-11-12 astro-ph.GA
WISE J044232.92+322734.9: A star-forming galaxy at redshift 1.1 seen through a Galactic dust clump?
物理上不相关的背景或前景物体看到对亚毫米源是潜在的污染物的年轻恒星物体嵌入在银河系尘埃团和多波长对应的亚毫米星系（SMG）的研究。我们利用来自宽视场红外巡天探测器（WISE）的近红外和中红外数据以及普朗克卫星的亚毫米数据，发现了一个源，即WISE J044232.92+322734.9，其WISE红外颜色表明它是一个恒星形成星系（SFG），这是普朗克探测到的尘埃团PGCC G169.20-8.96的投影。我们使用MAGPHYS+ photo-$z$光谱能量分布代码来推导J044232.92的光度红移和物理性质。红移被推导为$z_{\rm phot}=1.132^{+0.280}_{-0.165}$，而恒星质量、IR（8-1 000 $μ$ m）光度和恒星形成率则被推导为$M_{\star}=4.6^{+4.7}_{-2.5}\times10^{11}$ M $_{\odot}$、$L_{\rm IR}=2.8^{+5.7}_{-1.5}\times10^{12}$ L $_{\odot}$和${\rm SFR}=191^{+580}_{-146}$ ${\rm M}_{\odot}$ yr $^{-1}$。$L_{\rm IR}$的推导值表明，J044232.92可能是一个超亮红外星系，我们发现，它是一个主序列SFG在红移为1.132。此外，J044232.92的估计物理性质与SM…
2020-10-02 astro-ph.GA
New radio constraints on the obscured star formation rates of massive GRB hosts at redshifts 2-3.5
目前还不清楚伽马射线暴（GRB）是否是$z > 2$宇宙恒星形成的无偏示踪剂。由于尘埃星暴星系是宇宙恒星形成的重要贡献者，在这些红移，他们应该形成一个主要部分的伽玛射线暴主机人口。然而，最近在$z \leq 2$的研究表明，伽玛射线暴宿主中的大部分恒星形成活动并没有被尘埃所掩盖。在这里，我们调查银河系规模的尘埃遮蔽在$z \sim 2-3.5$伽玛暴主机预选具有高分辨率，高信噪比余辉光谱在休息帧紫外线（UV），从而相对较低的视线尘埃遮蔽。我们提出了新的深VLA观测的四个伽玛射线暴主机，并比较基于无线电（上限）的“总”恒星形成率（SFR）的“unobscured”SFR来自适合的光学紫外光谱能量分布。在这些星系中，被尘埃遮蔽的总SFR的比例一般为$<$ 90%，特别是GRB 021004的比例为$\lesssim$ 50%。这些观测结果表明，$z \sim 2-3.5$伽马射线暴与紫外线未被遮挡的视线起源于恒星形成星系与低整体尘埃遮蔽，不像尘埃星爆人口。
2020-10-20 astro-ph.GA
High dense gas fraction in intensely star-forming dusty galaxies at high redshift
本文介绍了从{\it Herschel}-ATLAS巡天中选出的两个透镜状高红移恒星爆发中致密分子气体示踪剂HCN、HCO $^+$和HNC的ALMA和VLA探测：{\it H}-ATLAS\，J090740.0 $-$ 004200（SDP.9，$z \sim 1.6$）和{\it H}-ATLAS\，J091043.1 $-$ 000321（SDP.11，$z \sim 1.8$）。ALMA在两个源中都观察到了$J = 3-2$跃迁，而VLA在SDP中观察到了$J = 1-0$跃迁。9.我们已经在SDP. 9和SDP. 11中检测到所有观察到的HCN和HCO $^+$线，以及在SDP. 9中检测到HNC（3 - 2）。这两个星系的放大系数已确定从分角秒分辨率CO和尘埃排放观测NOEMA和SMA进行。SDP.9中的HNC（1--0）/HCN（1--0）线比表明存在光子主导区域，正如大多数局部（U）LIRG所发生的那样。的CO，HCN和HCO $^+$ SLEDs的SDP. 9是兼容的许多本地，红外（IR）明亮的星系中发现的，这表明在本地和高红移尘埃星暴的分子气体可以有类似的激发条件。我们得到了SDP. 9和SDP. 11的总红外光度（$L_{\rm IR}$）和密线光度（$L_{\rm dense}$）与本星系的相关关系可以用一个单一的关系式来表示。分散的$L_{\rm IR} …
2017-01-20 astro-ph.GA
Metals, depletion and dimming: decrypting dust
尘埃在星际介质的化学富集中起着关键作用。在中/高分辨率光谱和多波段光谱能量分布的时代，对气体和尘埃相特性的测试变得可能。为了测试金属，尘埃和耗尽之间的关系，并比较这些本地集团（LG）的关系，我们建立了一个样本的93伽马射线暴和类星体吸收（迄今为止最大的样本），其中有消光和元素柱密度测量。结果表明，挥发性元素（Zn、S）的浓度与总柱密度之间存在相关性（最佳拟合为4.05 × 10 ~（-22）mag cm ~ 2），与LG DTM关系式一致。难熔元素（Fe，Si）遵循类似的，但不太重要的关系，从LG关系偏移约1 dex。假设耗尽到尘埃颗粒的原因，我们计算的总（气体+尘埃相）柱密度，并发现一个显着的协议与LG DTM关系：最佳拟合为4.91x10-22 mag cm 2。然后，我们使用我们的结果来计算在z=5的红移的随机视线中“来自未知来源的介入金属”的数量。这些金属暗示了尘埃的存在，并产生了平均的“宇宙尘埃变暗”效应，我们将其表示为红移CDD（z）的函数。CDD在红移约为3时不重要，但因为它是累积的，所以在红移z=3-5时变得重要。我们在本文中的结果是基于最低限度的假设和有效地依赖于观察。
2018-10-18 astro-ph.GA
Probing Interstellar Silicate Dust Grain Properties in Quasar Absorption Systems at Redshifts z<1.4
视线穿过前景星系的遥远类星体光谱中的吸收线为探测星系中星际介质（ISM）的尘埃和气体成分提供了一个有价值的工具。硅酸盐尘埃在类星体吸收系统（QAS）中的第一个证据是通过我们在z=0.52的吸收体中对类星体AO 0235+164的10微米硅酸盐特征的检测提供的。我们介绍了两个后续计划的结果，使用斯皮策太空望远镜的红外光谱档案，研究星际硅酸盐尘埃颗粒的性质，在总共13个类星体在0.1<z<1.4。我们发现在研究的QAS中清楚地检测到10微米的硅酸盐特征。我们还在具有足够光谱覆盖范围的光源中检测到18微米的硅酸盐特征。我们发现的宽度，峰值波长，和子结构的10微米星际硅酸盐吸收功能之间的吸收剂的变化。这表明，这些遥远星系中的硅酸盐尘埃颗粒性质可能彼此不同，并且相对于银河系中的硅酸盐尘埃颗粒。我们还发现，在几个来源的建议，与实验室衍生的配置文件从文献中的比较的基础上，硅酸盐尘埃颗粒可能显着更多的结晶比那些在无定形银河系ISM。这在朝向类星体PKS 1830-211的z=0.89吸收体中特别明显，其中接近10微米的子结构与结晶橄榄石成分一致。如果得到证实，这些颗粒性质的变化可能对过去9个Gyrs的尘埃和星系演化都有影响，并且通常假设高红移尘埃类似于本地尘埃。我们还讨论了硅酸盐粉尘的吸收强度和含碳粉尘的性能和气相金属的性能，如气体速度扩散，从UV/光学光谱确定的趋势之间的迹象。
2014-05-02 astro-ph.GA
Theoretical clues about dust accumulation and galaxy obscuration at high and low redshift
由于宇宙恒星形成的高峰期在$z \sim 2$，大部分在高质量星系中是模糊的，而在低质量星系中，辐射可以畅通无阻地逃逸。在再电离时期，尘埃遮蔽的演化星系的存在对星系形成和演化模型是一个挑战。利用化学动力学演化模型，研究了初始重子质量从$7.5 \times 10^{7}$ ~M $_\odot$到$2.0 \times 10^{12}$ ~M $_\odot$的星系中形成大量尘埃所需的恒星形成和尘埃产生过程.恒星形成效率也被用来代表从不规则矮星系到巨椭圆星系的恒星形成率。我们采用了来自\citep [][案例A]{dwek 1998 evolution}的粉尘凝聚效率以及较低效率的粉尘凝聚效率（案例B），约为案例A的五分之一。计算了这些参数的所有可能组合，总结了40种不同的情况。我们发现，在高恒星形成系统的尘埃吸积在ISM规则恒星生产之前，恒星形成的高峰，使这些系统几乎不敏感的尘埃凝聚效率。在低恒星形成系统中，情况A和B之间的差异持续时间更长，主要是在小星系中。因此，小的不规则星系应该是区分不同尘埃源的最佳场所。在我们的观测样本中，从文献中，尘埃与气体的比例往往比尘埃质量更分散，无论是恒星质量还是恒星形成率。由于气体、恒星、尘埃和恒星形成率之间的联系，尘埃-气体与尘埃-恒星图是星系和尘埃演化的良好示踪剂。然而，该模型不同时约束所有这些量。新一代设施（如JWST，ELT，VLT和SP…
2020-08-28 astro-ph.GA
Cold Dust and Low [OIII]/[CII] Ratios: an Evolved Star-forming Population at Redshift 7
我们提出了新的ALMA波段8（休息帧$90\,μ$米）的观测三个大规模（$M_\star \approx 10^{10}\,M_\odot$）星系在$z\approx7$先前检测到的[CII] $158\,μ$米和基础的尘埃连续发射的再电离时代明亮的发射线调查（REBELS）。我们在波段8（REBELS-25和REBELS-38）中检测到我们的两个目标的尘埃连续排放，而REBELS-12仍然未被检测到。通过改进的黑体拟合，我们确定了冷尘埃温度（$T_\mathrm{dust} \approx 30 - 35\,$ K）在两个双波段探测目标，给出了一个基准模型的光学薄发射与$β= 2.0$。它们的尘埃温度比文献中大多数$z\sim7$星系低，因此它们的尘埃质量更高（$M_\mathrm{dust} \approx 10^{8}\,M_\odot$）。尽管如此，这些巨大的尘埃质量仍然与早期宇宙尘埃产生模型的预测一致。此外，我们在REBELS-12和REBELS-25中靶向并检测[OIII] $88\,μ$ m发射，并发现$L_\mathrm{[OIII]} / L_\mathrm{[CII]}$比率约为1，与迄今为止在已知$z\gtrsim6$群体中观察到的$L_\mathrm{[OIII]} / L_\mathrm{[CII]} \gtrsim 2 - 10$相比较低。我们认为，较低…
2023-01-23 astro-ph.GA
The Complete Redshift Distribution of Dusty Star-forming Galaxies from the SPT-SZ Survey
南极望远镜（SPT）在2500平方度的宇宙学毫米波巡天中系统地识别了81个高红移、强引力透镜、尘埃恒星形成星系（DSFG）。我们提出了最终的光谱红移调查的通量限制（$S_{870\, \mathrm{μm}} > 25\, \mathrm{mJy}$）的样品，最初选择在$1.4$毫米。红移调查进行了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列在$3$毫米光谱窗口，针对一氧化碳线发射。通过将这些测量与辅助数据相结合，SPT样品现在在光谱上是完整的，其红移跨越$1.9$ $<$ $z$ $<$ $6.9$，中值为$z=3.9 \pm 0.2$。我们提出了毫米通过远红外测光和光谱能量密度适合所有的来源，以及他们推断的内在属性。比较的SPT源的unlensed DSFG人口的属性，我们表明，SPT选择的DSFG代表最极端的红外发光星系，即使占强引力透镜。SPT源的恒星形成率中值为$2.3(2)\times 10^3\, \mathrm{M_\odot yr^{-1}}$，尘埃质量中值为$1.4(1)\times10^9\, \mathrm{M_\odot}$。然而，推断的气体耗尽的时间尺度的SPT源是可比的unlensed DSFG的，一旦考虑到红移。这个SPT样本包含了大约一半的已知光谱确认的DSFGs在$z$ $>$ $5$，使其成为最大的样本的高红移DSFGs的日期，并使“高红移尾巴”的极其明亮的D…
2020-10-14 astro-ph.GA
HerMES: A search for high-redshift dusty galaxies in the HerMES Large Mode Survey - Catalogue, number counts and early results
从Herschel/SPIRE图中选择通量密度向长波长方向上升的源是产生富含高红移（z > 4）尘埃恒星形成星系的目录的有效方法。这种方法的有效性已经得到了光谱跟踪观测的证实，但是以前可用的星表受到小测量区域的限制。在这里，我们应用基于地图的搜索方法，274度$^2$的赫耳墨斯大模式调查（HeLMS），并创建一个目录的477个对象与SPIRE通量密度$S_{500} > S_{350} >S_{250}$和$5 σ$截止$S_{500} > $ 52毫焦耳。从这个目录中，我们确定这些“红色”源的总数至少比星系演化模型预测的高出一个数量级。这些结果与以前在较小的HerMES领域的研究结果一致;然而，由于我们的样本量明显较大，我们也能够首次研究红色源计数的形状。我们已经获得了光谱红移测量我们的两个源使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）。红移z = 5.1和z = 3.8证实了我们的选择方法确实可以找到高红移的尘埃恒星形成星系。
2016-07-26 astro-ph.GA
On the dust properties of high redshift molecular clouds and the connection to the 2175 Å extinction bump
我们提出了一个在$1<z<3$的伽马射线暴（GRB）吸收剂的消光和耗尽衍生的尘埃性质的研究，显示中性碳（\ion{C}{I}）的存在。通过模拟它们的参数消光定律，我们发现了一个广泛的尘埃模型，其特征的GRB \ion{C}{I}吸收系统。除了\ion{C}{I}的量与视力消退$A_V$之间已经确立的相关性之外，我们还观察到与总体至选择性变红$R_V$的相关性。所有这三个量也被发现与2175\，尘埃消光特征的存在和强度有关。虽然\ion{C}{I}的量被发现与SED衍生的尘埃性质相关，但我们没有发现任何证据表明与从[Zn/Fe]和$N$（Fe）$_{\rm dust}$测量的耗尽衍生的尘埃含量有关。为了调和这一点，我们讨论的情况下，所观察到的灭绝是由被限制在ISM的分子气相中的尘埃颗粒的组合物为主。我们认为，由于耗尽水平跟踪非碳尘埃在ISM中，所观察到的伽玛射线暴\ion{C}{I}吸收剂的消光主要是由富含碳的尘埃在分子云，因此只能观察到的消光曲线，而不是在耗尽模式。这也表明2175年的尘埃消光特征是由尘埃和分子在冷态和分子气相中引起的。这种情况下提供了一个可能的解决方案之间的差异耗尽和SED衍生的量的灰尘在高$z$吸收剂。
2019-05-03 astro-ph.GA
Searching Far and Long I: Pilot ALMA 2mm Follow-up of Bright Dusty Galaxies as a Redshift Filter
对早期的尘埃恒星形成星系（DSFG）进行全面的普查是必要的，以限制对宇宙恒星形成率密度（CSFRD）的模糊贡献，然而，由于红移的亚毫米测光的简并性，超过$z \sim 4$的DSFG既罕见又难以单独从测光数据中识别。在这里，我们提出了一个试点研究获得后续阿塔卡马大毫米阵列（ALMA）$2\,$毫米观测的一个完整的样本39 $850\,\rmμm$明亮的尘埃星系在SSA 22字段。经验建模表明，在$850\,\rmμm - 1\,$ mm处选择的DSFG的现有样本的$2\,$ mm成像可以快速且容易地分离位于$z>4$或更高处的“大海捞针”DSFG。结合档案亚毫米成像与我们测得的ALMA $2\,$毫米测光（$1σ\sim 0.08\,$ mJy $\,$光束$^{-1}$ rms），我们表征星系的IR SED，并用它们来约束红移。通过六个亚毫米波段的组合，我们确定了6/39个高$z$候选者，每个候选者都有$>50\%$可能性位于$z > 4$，并发现红移和$2\,$ mm通量密度之间的正相关性。具体来说，我们的模型表明，除了$2\,$毫米到一个适度约束的IR SED将提高毫米衍生红移的准确性从$Δz/(1+z) = 0.3$到$Δz/(1+z) = 0.2$。我们的IR SED表征为样品中相对高的发射率光谱指数（$\langle β\rangle = 2.4\pm0.3$）提供了证…
2022-03-28 astro-ph.GA
