超级新星对星际尘埃的破坏

星际尘埃的破坏主要发生在超级新星冲击波之后。以往的对 SN 遗迹中被破坏的星际尘埃质量估计未考虑环境介质的物理特性。本文考虑了气体密度和金属丰度等参数对星际尘埃破坏的影响。我们指出，星际尘埃粒子在 SN 遗迹中存在两种破坏 regime：在密集介质中形成紧凑低质量 SN 遗迹的快速且近乎完全的破坏；在低密度环境中形成大质量遗迹的缓慢且破坏较弱。当热 sputtering 的时间尺度接近动力学时间尺度，即 SN 遗迹年龄时，被破坏的星际尘埃质量达到最大值。我们发现，气体密度的变化会导致尘埃质量对数形式的降低。我们认为，尘埃冷却可将星际尘埃的破坏抑制至质量比约为1.6倍，此因子随环境介质密度的升高而降低。我们发现，尘埃质量随气体金属丰度线性变化，即 ${\rm log}~M_d \sim {\rm [Z/H]}$ 或换言之，随尘埃-气体比例 $M_d \sim \zeta_d$ 线性变化。相反，由于相对较长的绝热阶段，低金属丰度环境中的破坏效率更高。在高密度环境中，如局部超光学红外和高红移巨型星系中，单个 SN 遗迹中被破坏的星际尘埃质量约为 Milky Way 稀疏介质中的几倍。