超新星形成尘埃颗粒的动力学、破坏与存留

观测表明超新星高效产生尘埃。这与超新星和渐近巨星分支星是宇宙中尘埃主要来源之一的假说一致。然而，年轻超新星遗迹内部探测到的尘埃有多少能逃逸进入星际介质，长期以来存疑。我们给出尘埃颗粒演化的新流体力学计算，这些颗粒形成于类 Cas A 遗迹内致密抛射团块中。我们追踪团块被反向激波撞击后颗粒脱离气体的动力学。随后当颗粒穿越遗迹时，它们遭受热与动溅射的破坏。足够大(硅酸盐约 0.25 μm，碳质颗粒约 0.1 μm)的颗粒逃逸入星际介质，而较小颗粒被捕获并破坏。然而，到达星际介质的颗粒仍具高速度，并在减速过程中遭受进一步破坏。我们发现，对于包含大(约 0.25–0.5 μm)颗粒的初始粒径分布，10–20% 硅酸盐颗粒可存留，而即便初始分布截止于较小(0.25 μm)尺寸，30–50% 碳质颗粒存留。对于类似 Cas A 前身星的 19 M$_{\odot}$ 恒星，若形成的尘埃颗粒较大，最多 0.1 M$_{\odot}$ 尘埃可存留。因此我们表明，在适当条件下超新星可为星际尘埃的重要来源。