低金属丰度分子云中的尘埃颗粒生长与尘埃超新星

我们给出了由年轻等龄大质量星团的风和超新星驱动、位于低金属丰度（$Z = 0.02$Z$_{\odot}$）、团块状分子云内的超泡演化的三维流体动力学模型。我们探究超泡演化的初始阶段，包括对不稳定性超新星和核坍缩超新星的出现。我们的目的是研究在绕转尘埃团块内以及超泡扫过的超壳中尘埃颗粒生长的发生情况，并探讨连续超新星所产生的尘埃颗粒的存留问题。该模型考虑了星团引力势和母云的自引力，还包含辐射冷却（包括尘埃诱导的冷却）以及针对等龄星团的先进星族合成模型。如前所示，嵌入团块介质中的超泡会高度畸变，主要因热气体流经低密度通道而膨胀。我们的结果表明，对于质量约为 $10^7$M$_{\odot}$ 的宿主超星团（约 $5.6\times10^5$M$_{\odot}$）的大质量分子云，在超泡演化的前 $2.5$ Myr 期间，颗粒生长以约 $4.8\times10^{-5}$M$_{\odot}$ yr$^{-1}$ 的速率增加尘埃质量，而不稳定性超新星和核坍缩超新星对超泡尘埃总量的净贡献为约 $1200$M$_{\odot} (M_{SC}/5.6\times10^{5}$M$_{\odot})$，其中 $M_{SC}$ 为星暴的恒星质量。因此，尘埃颗粒生长与超新星的尘埃注入可在不借助偏重高质量的初始质量函数的情况下，于低金属丰度恒星形成分子云中产生大量尘埃，这与宇宙再电离开始后不久星系中存在的大质量尘埃相符。