超新星尘埃破坏的数值模拟 II.金属增丰的喷流团块
星系天体物理
2015-06-03 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
继我们先前的工作之后,我们通过流体动力学模拟,研究超新星遗迹反向激波中由溅射造成的新形成尘埃颗粒的破坏。我们采用平面激波撞击致密球状团块的理想化设置,在团块中植入一组拉格朗日粒子,以代表按尺寸和成分分布的尘埃颗粒群。我们改变反向激波与喷流团块之间的相对速度,以探究激波加热和云团压缩效应。由于超新星喷流将富含金属,我们考虑了从 Z/Zsun = 1 到 100 的气体金属丰度,及其对云团冷却性质和其中尘埃颗粒热溅射速率的影响。我们对模拟输出进行后处理,以计算多种尘埃成分和尺寸分布下的颗粒溅射。在本文所考察的金属丰度范围内,辐射冷却增强与颗粒侵蚀增强之间的平衡取决于反向激波的撞击速度。对于慢激波(速度小于或等于 3000 km/s),不同金属丰度下尘埃破坏量相当,或在某些情形下随金属丰度增加而减少。对于更高激波速度(速度大于或等于 5000 km/s),金属丰度从 Z/Zsun = 10 增加到 100 可导致额外 24% 的初始尘埃质量被破坏。尽管不同尘埃成分和模拟参数下总尘埃破坏量差异很大,但我们最极端的情形导致某些尘埃成分被完全破坏,而最顽强的成分仅有 44% 的尘埃质量存活。这些存活率对于理解早期超新星如何贡献于高红移星系中观测到的尘埃质量至关重要。
引用
@article{arxiv.1111.0302,
title = {Numerical Simulations of Supernova Dust Destruction. II. Metal-Enriched Ejecta Knots},
author = {D. W. Silvia and B. D. Smith and J. M. Shull},
journal= {arXiv preprint arXiv:1111.0302},
year = {2015}
}
备注
10 pages, 6 figures, 2 tables, changes made to the text and figures as suggested by the anonymous referee, accepted by the Astrophysical Journal