SNR G54.1+0.3 中由超新星形成的巨大尘埃壳

尽管理论尘埃凝聚模型预测核心坍缩超新星（SNe）中产生的大多数难熔元素会高效凝聚成尘埃，但迄今为止仅在 SN 1987A 中观测到大量尘埃。我们呈现了对环绕超新星遗迹 G54.1+0.3 中脉冲星风星云的红外（IR）壳层的 Spitzer 空间望远镜、Herschel 空间天文台、平流层红外天文台（SOFIA）和 AKARI 观测的分析。我们将 21 $\mu$m 处的独特光谱特征归因于一种镁硅酸盐晶粒物种，该物种在模拟 Cas A 中喷流凝聚尘埃时被援引，其表现出相同的光谱特征。如果该物种负责产生观测到的光谱特征并占观测 IR 连续谱的显著部分，我们发现它将是 G54.1+0.3 中尘埃的主导成分，并可能有其他成分（如碳、硅酸盐或氧化铝晶粒）的次要贡献。我们的模型所需的最小超新星形成尘埃质量为 1.1 $\pm$ 0.8 $\rm M_{\odot}$。我们讨论了这些结果如何受变化的尘埃晶粒性质和自洽晶粒加热模型的影响。G54.1+0.3 中尘埃质量和温度的空间分布证实了以下情景：超新星形成的尘埃尚未被 SN 反向激波处理，并正被 SN 前身星爆炸所在星团中的恒星加热。尘埃质量和成分暗示前身星质量为 16$-$27 $\rm M_{\odot}$，并意味着高尘埃凝聚效率，类似于 Cas A 和 SN 1987A 中发现的情况。该研究提供了 IIP 型超新星中显著尘埃形成的另一个例子，并揭示了原始 SN 凝聚尘埃的性质。