超新星抛射物中的尘埃形成与存活

高红移处尘埃的存在要求超新星 (SN) 抛射物中发生高效的颗粒凝结，这与当前的理论模型一致。然而，对少数研究充分的超新星及其遗迹的观测表明，其凝结效率大约低了两个数量级。受此矛盾的驱动，我们：(i) 重新审视了 Todini & Ferrara (2001) 关于核坍缩超新星抛射物中尘埃形成的模型；(ii) 首次追踪了新凝结颗粒从形成时刻到其存活（即穿过反向激波）在超新星遗迹中的演化过程。我们发现，在 12 - 40 M_sun 的恒星前身星抛射物中形成了 0.1 - 0.6 M_sun 的尘埃。取决于周围星际介质 (ISM) 的密度，在恒星爆炸后约 4-8 x 10^4 年的时间尺度上，初始尘埃质量的 2-20% 能在穿过反向激波后存活下来。热气体的溅射作用导致尘埃尺寸分布向更小的颗粒偏移。所得的尘埃消光曲线与对红移 z =6.2 处被红化类星体 (QSO) 的观测推导结果吻合良好。小颗粒的随机加热导致了广泛的尘埃温度分布。这支持了以下观点：超新星遗迹中可能存在大量 (~ 0.1 M_sun) 的冷尘埃 (T ~ 40K)，且这与观测到的红外辐射并不冲突。