原行星盘中分子离子丰度与N$_2$H$^+$环的解析公式
太阳与恒星天体物理
2015-07-15 v1
摘要
我们研究了原行星盘中离子分子的化学反应，动机是TW Hya周围检测到NH环。虽然该环的内半径与CO雪线重合，但尽管CO和N的升华温度相似，为何NH在CO雪线外丰度较高并不明显。利用完整的气-冰网络模型，我们在具有毫米级尘埃颗粒的盘模型中重现了NH环。发现CO和N向挥发性较弱物种的化学转化（以下称汇效应）影响NH的分布。由于汇的效率依赖于诸如颗粒表面反应的活化能垒等各种参数，而这些参数约束不佳，我们也构建了无汇模型；总（气和冰）CO和N丰度设为常数，其气体丰度由吸附与脱附之间的平衡给出。无汇模型中分子离子的丰度通过解析公式计算，这些公式由分析完整网络模型导出。NH环也被无汇模型重现。然而，NH的二维(R-Z)分布在完整网络模型与无汇模型间存在差异。无汇模型中NH的柱密度敏感依赖于CO和N的脱附速率以及宇宙射线通量。我们还发现，即使CO和N的脱附能相同，NH丰度也能在略低于CO升华温度处达到峰值。
引用
@article{arxiv.1505.07550,
title = {Analytical Formulas of Molecular Ion Abundances and N2H+ Ring in Protoplanetary Disks},
author = {Yuri Aikawa and Kenji Furuya and Hideko Nomura and Chunhua Qi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1505.07550},
year = {2015}
}
备注
accepted to ApJ