早期太阳系中的CAI形成机制
地球与行星天体物理
2024-07-03 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
钙镁铝富含矿物 (CAI) 是太阳系中最古老的 dated 固体材料，发现于陨石中的显白结晶性成分。其形成时间常与太阳系年龄为零相关联。然而，导致这些亚毫米至厘米尺寸矿物颗粒在早期星云中形成的物理化学过程仍是争议性话题。本文提出一种在星盘演化最早阶段形成此类矿物的途径。我们将 1D 粘性星盘演化模型与 2D 辐射传递、平衡凝结和新的尘埃透明度计算相结合。我们表明，最早演化阶段高吸积率导致的粘性加热使约 0.5 AU 内部中平面温度升至约 1500-1700 K，但不会进一步升温。这些高温导致继承的星际尘埃颗粒中所有不耐热成分蒸发，唯有少数 Al-Ca-Ti 氧化物如 Al2O3、Ca2Al2SiO7 和 CaTiO3 存活。一旦 Mg-Fe 硅酸盐消失，尘埃更透明，热量更有效地输送至星盘表面，从而防止进一步加热。这种恒温器机制使这些矿物保持在其退火温度以上数十万年，形成大块纯净结晶颗粒。这些颗粒被视盘的粘性扩散所拉拖搬运。超过约 0.5 AU 后，硅酸盐在 CAI 上重新凝结，形成含有无定形硅酸盐基质的结构。我们估计此 CAI 形成机制在星盘演化前 5 万小时内有效。随后，这些颗粒继续向外移动，填充整个星盘直至约 50 AU，最终在吸积率减弱、星盘冷却并向内漂移之前停留。
引用
@article{arxiv.2404.15715,
title = {CAI formation in the early Solar System},
author = {P. Woitke and J. Drażkowska and H. Lammer and K. Kadam and P. Marigo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.15715},
year = {2024}
}
备注
accepted by Astronomy & Astrophysics, 17 pages, 10 figures, 3 tables