超新星尘埃产额：金属丰度、自转与回落的作用

超新星（SNe）被认为在高红移星系的尘埃增丰以及（由于星际尘埃颗粒寿命短暂）本地星系的尘埃补充中起着主要作用。本文探讨超新星尘埃产额如何依赖于前身星的质量、金属丰度和自转速率，以及爆炸的性质。为此，假设抛射物内部均匀混合，我们量化了一组超新星模型所产生的尘埃质量，其前身星质量 $13~M_{\odot} \leq M \leq 120~M_{\odot}$，金属丰度 $\rm -3 \leq [Fe/H] \leq 0$，自转速率 $\rm v_{\rm rot} = 0$ 和 $300$~km/s，并以固定能量 $1.2 \times 10^{51}$~erg 爆炸（FE 模型）或采用经标定以重现由超新星观测推断的 $\rm ^{56}Ni$ - $M$ 关系的爆炸性质（CE 模型）。我们发现自转有利于更高效的尘埃产生，特别是对于质量更大、低金属丰度的恒星，但金属丰度和爆炸性质对尘埃质量及其组成影响最大。在 FE 模型中，质量 $M \leq 20 - 25 ~M_{\odot}$ 的超新星形成尘埃更高效：单次爆炸形成 0.1 至 1 $M_\odot$ 的尘埃，当 $\rm [Fe/H] = 0$ 时组成以硅酸盐、碳和磁铁矿颗粒为主，当 $\rm [Fe/H] < 0$ 时以碳和磁铁矿颗粒为主。在 CE 模型中，抛射物质量大且富金属，尘埃产生更高效。尘埃质量随 $M$ 增加，且在所有 [Fe/H] 下均以硅酸盐为主。