Dust is an essential ingredient of galaxies, determining the physical and chemical conditions in the interstellar medium. Several complementary observational evidences indicate that the cosmic dust mass density significantly drops from redshift $z=1$ to $z=0$. Clearly, and for the first time during cosmic evolution, dust must be destroyed more rapidly than it is formed. By considering the dust production/destruction processes acting in this cosmic time lapse, we find that the drop can be explained if dust is mainly destroyed by astration (49\% contribution in the fiducial case) and supernova shocks within galaxies (42\%). Our results further imply that on average each supernova destroys only $M_{d,sn} =0.45\, M_\odot$ of dust, i.e. $5-10$ times less than usually assumed, with a hard upper limit of $M_{d,sn} < {3.0} M_\odot$ set by the available metal budget and maximal grain growth. The lower efficiency might be explained by effective shielding of dust against shock processing in pre-supernova wind shells.
Observational and theoretical constraints on the formation and early evolution of the first dust grains in galaxies at 5 < z < 10
第一代恒星诞生于大爆炸后数亿年。这些恒星合成了比H和He重的元素,这些元素后来被驱逐到星际介质中,引发了金属的上升。在这种富集的介质中,形成了第一批尘埃颗粒。这一事件在宇宙学上对分子的形成至关重要,因为尘埃通过冷却低金属含量的恒星形成云起着重要作用,这些云可以分裂成较低质量的恒星。收集这些第一个尘埃颗粒的信息是困难的,因为大距离和低尘埃质量的负面联盟。我们结合星系在红移5 < z < 10的观测信息来限制它们的尘埃排放,并从理论上理解尘埃周期的第一个演化阶段。光谱能量分布(SED)与CIGALE和物理参数及其演变进行了建模。从这个SED拟合,我们建立了一个尘埃排放模板,这个人口的星系在再电离的时代。我们的新模型解释了为什么一些早期星系被观测到,而另一些则没有。我们及时跟踪超新星形成的第一个颗粒,后来被其他超新星爆炸摧毁,并在环星系和星系际介质中排出。我们已经找到了宇宙中第一批尘埃颗粒形成的证据。但是,最重要的是,这封信强调了收集更多数据和开发新设施的必要性,以进一步限制星系中再电离时代的尘埃循环。
The ISM scaling relations in DustPedia late-type galaxies: A benchmark study for the Local Universe
这项工作的目的是所有的ISM组件(灰尘,原子/分子/总气体),气相金属丰度,和其他星系的属性,如Mstar和星系形态,晚型星系在本地宇宙的主要标度关系的表征。这项研究是通过从整个DustPedia样本中提取晚型星系,并利用DustPedia项目提供的大型均匀数据集进行的。样本由436个星系组成,其形态阶段从T = 1到10,M星从6 x 10^7到3 x 10^11 Msun,SFR从6 x 10^(-4)到60 Msun/yr,12 + log(O/H)从8到9.5。涉及分子气体的标度关系进行了研究,通过假设一个常数和金属度依赖的XCO。通过生存分析技术进行分析。我们证实,尘埃质量与总气体质量的相关性非常好,并发现-第一次-尘埃质量与原子气体质量的相关性比分子更好。我们表征重要的质量比,如气体分数,分子与原子气体质量比,尘埃总气体质量比(DGR),尘埃与恒星质量比。只有假设的金属依赖XCO再现预期的DGR减少形态阶段的增加和减少气相金属,斜率约为1。DGR,气相金属丰度和尘埃与恒星的质量比,对于我们的星系样本,直接与星系形态。分子-原子气体质量比和DGR在低分子气体组分中呈现正相关,但在富含分子气体的星系中,这种趋势被打破。据我们所知,这种趋势以前从未发现过。这为星系演化的理论模型提供了新的约束条件,也为高红移研究提供了参考。
Dust and PAHs in late-stage galaxy evolution: Imprints of TP-AGB dust injection, grain growth and AGN feedback in high-z quiescent galaxies with JWST and ALMA
National Center for Nuclear Research(国家核研究中心);SISSA(的里雅斯特国际高等研究学院);INAF, Osservatorio Astronomico di Trieste(意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台);INAF - Osservatorio Astronomico d’Abruzzo(意大利国家天体物理研究所阿布鲁佐天文台);Department of Astronomy, University of Massachusetts, Amherst(马萨诸塞大学阿默斯特分校天文学系);Cosmic Dawn Center (DAWN)(宇宙黎明中心);Department of Physics & Astronomy, University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学物理与天文学系);Caltech/IPAC(加州理工学院/IPAC);IFPU – Institute for Fundamental Physics of the Universe(基础物理学宇宙研究所);Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA(天体生物学中心);Max-Planck-Institut für Radioastronomie(马克斯·普朗克射电天文研究所);Center for Astrophysics and Cosmology, University of Nova Gorica(新戈里察大学天体物理学与宇宙学中心)
The physical properties of local (U)LIRGs: a comparison with nearby early- and late-type galaxies
为了确定(U)LIRG在本地宇宙中的位置,我们检查了67个这样的系统的样本的属性,并将它们与DustPedia数据库中的268个ETG和542个LTG进行比较。我们利用多波长光度数据和CIGALE SED拟合程序来提取它们的物理参数。将中位SED以及导出参数值与当地ETG和LTG的值进行比较。此外,(U)LIRGs被分为7类,根据每个系统的合并阶段,并在推导参数的变化进行了研究。(U)LIRGs占据尘埃和恒星质量的“高端”,而SFR在本地宇宙中的中值分别为5.2 $\times10^7~M_{\odot}$、6.3 $\times10^{10}~M_{\odot}$和52 $~M_{\odot}$ yr $^{-1}$。(U)LIRG中PDR尘埃辐射占尘埃总光度的11.7%,显著高于ETG(1.6%)和LTG(5.2%)。(U)LIRG中尘埃温度的中值为32 K,高于ETG(28 K)和LTG(22 K)。在我们的(U)LIRGs样本的7个合并类中,在导出的参数中可以看到微小的差异,其中最明显的一个是恒星形成率,在后期合并阶段的系统中,中值SFR高达99 M $_{\odot}$ yr $^{-1}$,而孤立的系统为26 M $_{\odot}$ yr $^{-1}$。相对于正常星系中老恒星占主导地位的恒星辐射,(U)LIRGs中的年轻恒星贡献了64%的光度。尘埃吸收的恒星光度在(…