Contenuto di polvere e yield cosmico in galassie a redshift z~5

La polvere interstellare costituisce la fase solida del mezzo interstellare (ISM) e influenza le proprietà di una galassia. In questa tesi, vengono discusse, prima di tutto, le fasi principali dell’evoluzione stellare, dando particolare attenzione alla fase delle AGB e delle supernovae (SNe), in quanto costituiscono i principali meccanismi attraverso i quali la polvere viene prodotta. In seguito, vengono descritte le principali caratteristiche dei grani di polvere, dalla loro composizione chimica ai fenomeni che li riguardano, come la condensazione nell’ISM e l'estinzione. Viene riportato, inoltre, un modello di evoluzione chimica della polvere che tiene conto di tutti i processi di formazione e distruzione e che è in grado di riprodurre le proprietà di un campione di 26 galassie submillimetriche, massive e ricche di polvere a redshift 1.0<z<5.3. Infine, viene introdotto il problema del budget di polvere presente in galassie ad alto redshift, facendo riferimento alle galassie del programma osservativo ALPINE, rilevate a z∼5 (età dell’Universo di circa 1 Gyr) attraverso l’interferometro ALMA. Il campione che viene considerato è costituito da 23 galassie selezionate nel rest-frame UV e da 10 galassie rilevate casualmente nel far-IR nell’intervallo di redshift di ALPINE. Per questi due sottoinsiemi, è stato calcolato il rapporto cosmico tra massa di polvere e massa stellare (Dust-To-Stellar mass ratio, DTS), il quale è stato messo a confronto con i valori di DTS di specifiche galassie appartenenti a campioni differenti e con il risultato di modelli di evoluzione chimica per galassie a spirale e proto-sferoidi. Per le galassie IR e UV di ALPINE, inoltre, è stato calcolato lo yield di polvere prodotto per AGB e per SN. Il calcolo è stato effettuato assumendo tre diverse funzioni di massa stellare iniziale (IMF): Salpeter IMF, Kroupa IMF e una top-heavy IMF. I risultati sono stati confrontati con quelli di altre galassie e con le previsioni dei modelli.