湍流原行星盘和太阳星云的化学演化
星系天体物理
2015-05-27 v2 地球与行星天体物理
高能天体物理现象
摘要
这是系列论文中的第二篇，研究输运过程对原行星盘化学演化的影响。我们的分析基于DM Tau系统的耀发α模型，并结合一个大型的气-固化学网络。为了解释复杂分子的产生，该化学网络配备了冰幔中表面反应和光过程的扩展集合。我们的盘模型覆盖了广泛的半径范围，10-800 AU（从类木行星形成区到盘外边缘）。气体和冰的湍流输运在完整的二维空间中与时间相关的化学过程一起被隐式建模。考虑了两种机制，即湍流混合的高效率和低效率。抑制湍流扩散的化学模型的结果与层流模型的结果接近，但并不完全相同。对层流化学模型进行了简单分析，以突出分子对输运过程的潜在敏感性。结果表明，对于给定分子，其特征化学时标与湍流输运时标的比值越高，其柱密度受扩散影响的可能性就越大。我们发现，湍流输运增强了许多气相物质和冰的丰度和柱密度，特别是复杂物质。对于此类物质，由于与蒸发、表面光处理和重组相关的长时标，化学稳态无法达到。相比之下，化学演化快速且仅发生在气相中的简单自由基和分子离子受动力学影响不大。所有分子根据其柱密度对湍流扩散的敏感性被分为三组。[摘要已删减]
引用
@article{arxiv.1104.4358,
title = {Chemical evolution of turbulent protoplanetary disks and the Solar nebula},
author = {D. Semenov and D. Wiebe},
journal= {arXiv preprint arXiv:1104.4358},
year = {2015}
}
备注
42 pages, 13 figures, 16 tables, accepted for publication in ApJSS