第谷超新星遗迹边缘的方位角密度变化

{\it Spitzer} 对第谷超新星遗迹的中红外成像揭示了壳层整个外围的缘亮发射以及内部微弱的丝状结构。与其他年轻遗迹一样，这种发射是由尘埃颗粒产生的，这些尘埃在激波后环境中通过与高能电子和离子的碰撞被加热至约 $\sim 100$ K。70 与 24 $\mu$m 通量之比是尘埃温度的诊断指标，而后者又是等离子体密度的敏感函数。我们发现第谷前向激波外围的 70/24 通量比存在显著变化，意味着密度存在数量级上的变化。虽然其中一些变化可能是与星际介质致密团块的局部相互作用所致，但我们发现第谷周围环境密度存在整体梯度，东北方向的密度是西南方向的 3-10 倍。如此大的密度梯度在定性上与射电和 X 射线研究中观测到的激波自行变化一致。总体而言，第谷周围的平均星际介质密度相当低（$\sim 0.1-0.2$ cm$^{-3}$），这与在前向激波处未观测到热 X 射线发射的现象一致。我们对 Ia 型超新星在星际介质密度梯度中膨胀的情况进行了二维流体动力学模拟，发现即使爆炸发生在显著梯度中，遗迹的整体圆形形状仍然很容易实现。然而，这会导致爆炸中心与遗迹几何中心发生高达 20% 的偏移，尽管更倾向于 10% 的较小值。若第谷位于较远距离（3-4 kpc）且处于平均激波前密度约为 $\sim 0.2$ cm$^{-3}$ 的介质中，则与流体动力学模拟的吻合度最佳。此类激波前密度对应于具有高度（$\ga 50$%）多孔性的星际介质尘埃颗粒。