气体-冰天体化学模型中结合能分布的纳入框架

当前基于速率方程（RE）方法的天体化学模型最严重的局限之一是：颗粒表面化学中仅考虑单一类型的结合位点，而实验室和量子化学研究发现表面存在具有不同势能深度的多种结合位点。当存在多种位点时，吸附物种可能被捕获在深势阱位点中，从而增加其在表面的停留时间。另一方面，吸附物种可以占据浅位点，从而激活热跃迁，即使在低温下也能引发双分子反应，而深位点的热跃迁则不被激活。这种行为无法用传统的 RE 方法描述。在本工作中，我提出了一种框架，将多种结合位点（即结合能分布）纳入气体-冰天体化学模型，作为传统 RE 方法的扩展。我提出了一种简单的方法来估计吸附物种占据各种位点的概率密度函数，假设为准稳态。通过使用由概率密度函数加权的热脱附和跃迁速率，结合能分布的影响被纳入 RE 方法中，而无需增加待求解的常微分方程数量。该方法被发现既准确又计算高效，即使对于包含数百种冰质物种的大型气体-冰化学网络，也能考虑结合能分布。首次定量讨论了结合能分布对星际冰组成的影响。