Sobre as temperaturas da poeira de galáxias de alto desvio para o vermelho

Resumo A temperatura da poeira é uma propriedade importante do meio interestelar (ISM) das galáxias. É necessária ao converter o fluxo de banda larga (sub)milimétrica em luminosidade infravermelha total (LIR) e, portanto, na taxa de formação estelar, em galáxias de alto desvio para o vermelho. No entanto, diferentes definições de temperaturas de poeira foram usadas na literatura, levando a diferentes interpretações físicas de como as condições do ISM mudam com, por exemplo, desvio para o vermelho e taxa de formação estelar. Neste artigo, analisamos as temperaturas da poeira de galáxias maciças (M ₒₓ₀ₑ 10^10\, M) z = 2–6 com a ajuda de simulações cosmológicas de alta resolução do projeto Feedback in Realistic Environments (fire). Em z ∼ 2, nossas simulações preveem com sucesso temperaturas de poeira em boa concordância com as observações. Descobrimos que as temperaturas da poeira com base no comprimento de onda de emissão de pico aumentam com o desvio para o vermelho, em linha com a maior atividade de formação estelar em desvio para o vermelho mais alto, e estão fortemente correlacionadas com a taxa específica de formação estelar. Em contraste, a temperatura da poeira ponderada pela massa, que é necessária para estimar com precisão a massa total de poeira, não evolui fortemente com o desvio para o vermelho em z = 2–6 com luminosidade IR fixa, mas está intimamente correlacionada com LIR em z fixo. Também analisamos uma temperatura de poeira 'equivalente' para converter a densidade de fluxo (sub)milimétrica em luminosidade total IR e fornecemos uma fórmula de ajuste em função do desvio para o vermelho e da razão poeira-metal. Descobrimos que galáxias com temperatura de poeira equivalente (ou de pico) mais alta ('poeira mais quente') não necessariamente têm temperaturas ponderadas pela massa mais altas. Uma imagem 'de duas fases' para a poeira interestelar pode explicar as diferentes relações de escala das várias temperaturas de poeira.