超新星遗迹作为星际介质中尘埃粒子的探针
星系天体物理
2010-05-11 v1
摘要
星际尘埃粒子在银河系星际介质(ISM)的演化中起着关键作用。然而,尽管其重要性,尘埃在其起源、组成和在整个宇宙中的丰度方面仍然知之甚少。超新星遗迹(SNR)为研究尘埃粒子的演化提供了一个实验室,因为它们是宇宙中唯一能够观察到尘埃粒子同时被创造和摧毁的环境之一。SNR表现出碰撞加热的尘埃,使得尘埃可以作为尘埃物理和SNR中等离子体条件的诊断工具。我提出了碰撞加热尘埃的理论模型,该模型计算了尘埃发射以及摧毁率。在这些模型中,我引入了诸如由尘埃在气体中运动引起的非热溅射、对小尘埃粒子更现实的溅射处理方法以及任意成分的多孔和复合尘埃等物理机制。我将这些模型应用于银河系中开普勒超新星和天鹅圈以及大麦哲伦云中SNR 0509-67.5、0519-69.0和0540-69.3的红外和X射线观测。X射线观测表征了热等离子体,而红外观测则约束了尘埃性质和摧毁率。这种多波段方法对于全面理解气体与尘埃的相互作用和演化至关重要。对X射线和红外光谱的建模可以解开诸如激波前和激波后气体密度以及扫过的气体和尘埃质量等参数,并可以为激波压缩比提供约束。观测还表明,ISM中的尘埃与气体质量比比星光消光研究推断的低几倍。未来的观测站,如詹姆斯·韦伯太空望远镜和国际X射线天文台,将允许对模型进行远超当前可能的测试。
引用
@article{arxiv.1005.1296,
title = {Supernova Remnants as a Probe of Dust Grains in the Interstellar Medium},
author = {Brian J. Williams},
journal= {arXiv preprint arXiv:1005.1296},
year = {2010}
}
备注
Ph.D. Thesis; Quality of figures slightly reduced for astro-ph file-size limits; full quality version can be downloaded from http://www.lib.ncsu.edu/theses/available/etd-03092010-171032/