基于空间分辨赫歇尔观测的仙后座 A 尘埃质量研究

理论模型预测，核心坍缩超新星（CCSNe）可能是高效的尘埃产生源（0.1-1.0 $M_{\odot}$），可能解释了早期宇宙中大部分的尘埃产生。然而，目前关于这种尘埃产生效率的观测证据仅限于少数几个 CCSN 遗迹（例如 SN1987A、蟹状星云）。在本文中，我们重新研究了仙后座 A（Cas A）产生的尘埃质量，这是一个嵌入在致密星际前景和背景中的约 330 年历史的富氧银河系超新星遗迹（SNR）。我们基于斯皮策（Spitzer）和赫歇尔（Herschel）的红外及亚毫米数据，在约 0.6 角分的共同分辨率下，首次对直径为 5 角分的 Cas A 进行了空间分辨分析，并仔细去除了干扰性的谱线发射和同步辐射。我们利用包含四个成分的星际介质（ISM）和超新星（SN）尘埃模型，对 17 至 500 微米的尘埃连续谱进行了拟合。我们发现 Cas A 未激波抛射物中存在冷尘埃聚集，并推导出 SNR 中新产生的硅酸盐尘埃质量为 0.3-0.5 $M_{\odot}$，下限为 $\ge$0.1-0.2 $M_{\odot}$。对于 50% 硅酸盐型尘埃和 50% 碳质尘埃的混合物，我们推导出总超新星尘埃质量在 0.4 $M_{\odot}$ 至 0.6 $M_{\odot}$ 之间。这些尘埃质量估算值高于以往大多数针对 Cas A 的研究，支持了高红移处超新星主导尘埃产生的情景。此外，我们还推导了 Cas A 周围区域的星际消光图，指向 Cas A 方向的平均值为 $A_V=6-8$ mag，最高可达 $A_V=15$ mag。