强辐射场中辐射力矩对尘埃颗粒的旋转破坏

大质量恒星、超新星与千新星是宇宙中最明亮的辐射源之一。观测通常显示年轻大质量星团(YMSCs)周围H II区的近红外到中红外(NIR–MIR, $\lambda\sim 1-5~\mu$m)发射超出。Ia型超新星在光学到近红外波段的早期观测也揭示了尘埃消光与尘埃偏振的异常性质。对于此类NIR-MIR超出与异常尘埃性质,流行的解释是在这些强辐射源局部环境中小颗粒(尺寸 $a\lesssim 0.05~\mu$m)相对于大颗粒($a\gtrsim 0.1~\mu$m)占主导。为何小颗粒在这些环境中占主导仍是一个谜。本文报道一种基于离心应力的尘埃破坏新机制,该应力存在于由辐射力矩加速旋转的极快自转颗粒内部,我们称之为辐射力矩破坏(RATD)机制。我们发现RATD可破坏位于光度 $L\sim 10^{4}L_{\odot}$ 的大质量恒星或超新星距离 $\sim 1$ pc内的较大颗粒。该效应增加了小颗粒相对于大颗粒的丰度,并成功再现了观测到的NIR-MIR超出与异常尘埃消光/偏振。我们将RATD机制应用于千新星,发现 $\sim$ 0.1 pc内的尘埃将由小颗粒主导。RATD产生的小颗粒也可解释星暴星系与高红移星系消光曲线中陡峭的远紫外抬升,以及来自YMSCs周围H II区的Ly$\alpha$光子逃逸分数的降低。