Scaling laws of dust, Hi gas and metal mass with stellar mass, specific star formation rate and metallicity are crucial to our understanding of the buildup of galaxies through their enrichment with metals and dust. In this work, we analyse how the dust and metal content varies with specific gas mass (MHI/M?) across a diverse sample of 423 nearby galaxies. The observed trends are interpreted with a set of Dust and Element evolUtion modelS (DEUS) – including stellar dust production, grain growth, and dust destruction – within a Bayesian framework to enable a rigorous search of the multi-dimensional parameter space. We find that these scaling laws for galaxies with −1.0 . logMHI/M? . 0 can be reproduced using closed-box models with high fractions (37-89%) of supernova dust surviving a reverse shock, relatively low grain growth efficiencies (=30-40), and long dust lifetimes (1-2Gyr). The models have present-day dust masses with similar contributions from stellar sources (50-80%) and grain growth (20-50%). Over the entire lifetime of these galaxies, the contribution from stardust (>90%) outweighs the fraction of dust grown in the interstellar medium (<10%). Our results provide an alternative for the chemical evolution models that require extremely low supernova dust production efficiencies and short grain growth timescales to reproduce local scaling laws, and could help solving the conundrum on whether or not grains can grow efficiently in the interstellar medium.

中文翻译：

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叮当声 – 四。本地宇宙中的尘埃、氢气和金属缩放定律

尘埃、高气体和金属质量与恒星质量、特定恒星形成率和金属丰度的标度定律对于我们通过富含金属和尘埃来理解星系的形成至关重要。在这项工作中，我们分析了 423 个附近星系的不同样本中灰尘和金属含量如何随特定气体质量 (MHI/M?) 变化。观察到的趋势是在贝叶斯框架内用一组尘埃和元素演化模型 (DEUS) 来解释的，包括恒星尘埃产生、晶粒生长和尘埃破坏，以实现对多维参数空间的严格搜索。我们发现这些缩放定律适用于具有 -1.0 的星系。logMHI/M? . 0 可以使用闭箱模型重现，其中高比例 (37-89%) 的超新星尘埃在反向冲击中幸存下来，颗粒生长效率相对较低 (=30-40)，和长粉尘寿命（1-2Gyr）。这些模型具有现代尘埃质量，其来自恒星源（50-80%）和颗粒生长（20-50%）的贡献相似。在这些星系的整个生命周期中，星尘的贡献 (>90%) 超过了星际介质中生长的尘埃比例 (<10%)。我们的结果为化学演化模型提供了一种替代方案，这些模型需要极低的超新星尘埃产生效率和短的晶粒生长时间尺度来重现局部缩放规律，并有助于解决晶粒是否可以在星际介质中有效生长的难题。90%) 超过了星际介质中生长的尘埃比例 (<10%)。我们的结果为化学演化模型提供了一种替代方案，这些模型需要极低的超新星尘埃产生效率和短的晶粒生长时间尺度来重现局部缩放规律，并有助于解决晶粒是否可以在星际介质中有效生长的难题。90%) 超过了星际介质中生长的尘埃比例 (<10%)。我们的结果为化学演化模型提供了一种替代方案，这些模型需要极低的超新星尘埃产生效率和短的晶粒生长时间尺度来重现局部缩放规律，并有助于解决晶粒是否可以在星际介质中有效生长的难题。