Studio della polvere interstellare cosmica della galassia GMASS0953 a redshift z ~ 2.23

Con questo lavoro si intende stabilire un limite inferiore per la temperatura della polvere di galassie ad alto redshift (z ∼ 2.23 e z ∼ 5.5). Nei primi capitoli si descrive il mezzo interstellare, con particolare attenzione alle nubi molecolari e alla formazione di idrogeno molecolare: in questo contesto infatti è possibile trovare la polvere interstellare. Dopo alcuni cenni di evoluzione stellare, strettamente legata al ciclo della polvere e all'arricchimento del mezzo interstellare, si procede con uno studio più approfondito della polvere. Se ne analizzano composizione e dimensione, formazione e distruzione e i processi di emissione ed assorbimento, con particolare attenzione all'equazione del trasporto radiativo e all'emissione di corpo grigio. Partendo dalle equazioni che descrivono tali processi e studiando la degenerazione fra temperatura e profondità ottica, viene ricavata l’equazione che esprime il limite inferiore per la temperatura della polvere, una volta che si conosce il flusso emesso dalla polvere in banda IR e la dimensione (“size”) della regione che emette in tale banda. Dapprima il calcolo viene effettuato per GMASS0953, galassia che si trova a redshift z = 2.226 e la cui temperatura minima ricavata risulta essere T min = (10.13 ± 0.76) K, verificando cosıì la validità della temperatura ottenuta nel lavoro di Talia et al. (T dust = 38 K). In seguito il calcolo è effettuato per DC683613, galassia che si trova a redshift z = 5.536, la cui temperatura minima risulta essere T min = (25 ± 3) K, in accordo marginale con le assunzioni di letteratura (T dust = 25 K). Stabilire un limite inferiore alla temperatura è importante per avere una prima stima delle proprietà fisiche del mezzo interstellare in galassie lontane, difficili da osservare.