IIb型超新星中尘埃的形成与演化及其在仙后座A超新星遗迹中的应用
太阳与恒星天体物理
2014-11-20 v2
摘要
我们通过考虑周介质的均匀和幂律密度结构，研究了IIb型超新星抛射物中尘埃颗粒的形成及其在超新星遗迹激波气体中的演化。基于这些计算，我们还模拟了超新星遗迹中激波加热尘埃的热辐射的时间演化，并将结果与仙后座A超新星遗迹的观测进行了比较。我们发现，IIb型超新星中形成的尘埃总质量高达0.167 M_sun，但尘埃的平均半径小于0.01微米，并且与具有大质量氢包层的II-P型超新星中的尘埃显著不同。在小质量氢包层的爆炸中，膨胀的氦核几乎不减速，因此氦核中的气体密度太低，无法形成大尺寸颗粒。此外，IIb型超新星的低质量氢包层导致反向激波提前到达尘埃形成区域。因此，如果周介质大致呈球形，那么对于n_H > 0.1 cm^{-3}的周介质密度，新形成的颗粒将在相对致密的激波气体中被完全摧毁。然而，实际的周介质很可能不是球形的，因此部分颗粒可能在没有受到激波作用的情况下被喷射到星际介质中。我们证明，热尘埃辐射的光谱能量分布的时间演化对影响反向激波进入抛射物过程的周围气体密度和结构非常敏感。因此，光谱能量分布的演化很好地反映了尘埃通过溅射侵蚀和随机加热的演化。对于仙后座A，我们考虑了超巨星阶段稳态质量损失率约为8x10^{-5} M_sun/yr所产生的周介质。然后我们发现，仙后座A的红外光谱能量分布可以合理地由新形成的0.08 M_sun尘埃的热辐射再现，该尘埃由0.008 M_sun的受激波加热的暖尘埃和0.072 M_sun的未受激波影响的冷尘埃组成。
引用
@article{arxiv.0909.4145,
title = {Formation and Evolution of Dust in Type IIb Supernova with Application to the Cassiopeia A Supernova Remnant},
author = {Takaya Nozawa and Takashi Kozasa and Nozomu Tominaga and Keiichi Maeda and Hideyuki Umeda and Ken'ichi Nomoto and Oliver Krause},
journal= {arXiv preprint arXiv:0909.4145},
year = {2014}
}
备注
50 pages, 17 figures, 3 tables. Accepted for publication in ApJ