We compute the evolution of dust in galaxy clusters by integrating over luminosity functions the dust abundances obtained via chemical evolution models. We differentiate contributions from three galactic morphologies: elliptical, spiral, and dwarf irregular. We implement comprehensive dust evolution models that predict the total amount of dust produced and ejected into the intracluster medium by galaxies. We then integrate the galactic dust over luminosity functions in order to obtain the total dust mass in a given cluster. In addition to considering stellar dust production, accretion and destruction by supernova shocks in the interstellar medium of galaxies, we apply thermal sputtering to the intracluster dust. The model results are compared to low-to-intermediate redshift dust observations. Early-type galaxies, which are the most abundant galaxies in clusters, contribute negligibly to the present-time intracluster dust. On the other hand, we predict that dust masses -- both the bulk of spatially-unresolved dust and of the dust ejected into the intracluster medium -- originate from late-type galaxies. We predict a total dust content in galaxy clusters is between $10^{-6}$ and $10^{-4}$ of the total gas mass, depending on whether the galactic component is excluded or not. This result is consistent with statistics from higher redshift clusters. Furthermore, if we allow for Type Ia supernova dust production within early-type galaxies, we find that even in the extreme dust production case, the contribution to dust from early-type galaxies would still be a negligible fraction of the intracluster dust mass.

中文翻译：

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关于低至中红移星系团中尘埃的起源。

我们通过整合通过化学演化模型获得的尘埃丰度的光度函数来计算星系团中尘埃的演化。我们区分了三种星系形态的贡献：椭圆形、螺旋形和矮不规则形。我们实施了全面的尘埃演化模型，可以预测星系产生和喷射到簇内介质中的尘埃总量。然后我们将银河尘埃与光度函数相结合，以获得给定星团中的总尘埃质量。除了考虑星系星际介质中超新星冲击引起的恒星尘埃产生、吸积和破坏之外，我们还对星团内尘埃应用热溅射。将模型结果与中低红移尘埃观测进行比较。早型星系，它们是星团中最丰富的星系，对目前的星团内尘埃的贡献可以忽略不计。另一方面，我们预测尘埃质量——大部分空间未解析的尘埃和喷射到簇内介质中的尘埃——来自晚型星系。我们预测星系团中的总尘埃含量在总气体质量的 $10^{-6}$ 和 $10^{-4}$ 之间，这取决于是否排除了星系成分。这一结果与来自更高红移集群的统计数据一致。此外，如果我们允许在早型星系内产生 Ia 型超新星尘埃，我们发现即使在极端的尘埃产生情况下，早型星系对尘埃的贡献仍然是簇内尘埃质量的一小部分。对目前的集群内尘埃的贡献可以忽略不计。另一方面，我们预测尘埃质量——大部分空间未解析的尘埃和喷射到簇内介质中的尘埃——来自晚型星系。我们预测星系团中的总尘埃含量在总气体质量的 $10^{-6}$ 和 $10^{-4}$ 之间，这取决于是否排除了星系成分。这一结果与来自更高红移集群的统计数据一致。此外，如果我们允许在早型星系内产生 Ia 型超新星尘埃，我们发现即使在极端的尘埃产生情况下，早型星系对尘埃的贡献仍然是簇内尘埃质量的一小部分。对目前的集群内尘埃的贡献可以忽略不计。另一方面，我们预测尘埃质量——大部分空间未解析的尘埃和喷射到簇内介质中的尘埃——来自晚型星系。我们预测星系团中的总尘埃含量在总气体质量的 $10^{-6}$ 和 $10^{-4}$ 之间，这取决于是否排除了星系成分。这一结果与来自更高红移集群的统计数据一致。此外，如果我们允许在早型星系内产生 Ia 型超新星尘埃，我们发现即使在极端的尘埃产生情况下，早型星系对尘埃的贡献仍然是簇内尘埃质量的一小部分。我们预测尘埃质量——包括大部分空间未解析尘埃和喷射到簇内介质中的尘埃——来自晚型星系。我们预测星系团中的总尘埃含量在总气体质量的 $10^{-6}$ 和 $10^{-4}$ 之间，这取决于是否排除了星系成分。这一结果与来自更高红移集群的统计数据一致。此外，如果我们允许在早型星系内产生 Ia 型超新星尘埃，我们发现即使在极端的尘埃产生情况下，早型星系对尘埃的贡献仍然是簇内尘埃质量的一小部分。我们预测尘埃质量——包括大部分空间未解析尘埃和喷射到簇内介质中的尘埃——来自晚型星系。我们预测星系团中的总尘埃含量在总气体质量的 $10^{-6}$ 和 $10^{-4}$ 之间，这取决于是否排除了星系成分。这一结果与来自更高红移集群的统计数据一致。此外，如果我们允许在早型星系内产生 Ia 型超新星尘埃，我们发现即使在极端的尘埃产生情况下，早型星系对尘埃的贡献仍然是簇内尘埃质量的一小部分。我们预测星系团中的总尘埃含量在总气体质量的 $10^{-6}$ 和 $10^{-4}$ 之间，这取决于是否排除了星系成分。这一结果与来自更高红移集群的统计数据一致。此外，如果我们允许在早型星系内产生 Ia 型超新星尘埃，我们发现即使在极端的尘埃产生情况下，早型星系对尘埃的贡献仍然是簇内尘埃质量的一小部分。我们预测星系团中的总尘埃含量在总气体质量的 $10^{-6}$ 和 $10^{-4}$ 之间，这取决于是否排除了星系成分。这一结果与来自更高红移集群的统计数据一致。此外，如果我们允许在早型星系内产生 Ia 型超新星尘埃，我们发现即使在极端的尘埃产生情况下，早型星系对尘埃的贡献仍然是簇内尘埃质量的一小部分。