环行星盘冰 II. 成分
地球与行星天体物理
2023-04-26 v1
摘要
冰卫星的地下海洋是我们太阳系中潜在宜居环境中最引人注目的环境之一。液态地下层能否在地质时间尺度上维持,取决于其化学组成。冰卫星的组成与其形成所在的环行星盘(CPD)的组成相关。CPD从行星附近周围的星周盘吸积物质,然而化学继承的程度尚不清楚。我们旨在研究化学重置或继承的环行星盘中冰的成分,以期为内部建模和冰质太阳系卫星的原位测量解释提供信息,重点放在伽利略卫星系统。我们使用辐射-热化学代码生成环行星盘模型,并从随时间变化的化学(包含气相和颗粒表面反应)中提取冰成分。吸积过程中冰的初始升华可能导致富含CO2的冰成分。升华的氨冰在漂向CPD中平面的过程中被背景辐射破坏。释放出的氮由于高效的自屏蔽作用而被锁定在N2中,使冰中氨耗尽。只有当冰从星周盘继承时,显著的氨冰组分才得以保留。伽利略卫星的观测成分与吸积到CPD过程中冰的升华一致。在这种情况下,伽利略卫星冰贫氮,且Callisto上的CO2是内生的和原始的。吸积星周冰初始重置后,冰成分发生显著改变。伽利略卫星的化学历史与土星系统形成对比,后者的卫星成分更接近于直接继承的星周盘物质。
引用
@article{arxiv.2302.14425,
title = {Circumplanetary disk ices II. Composition},
author = {Nickolas Oberg and Stephanie Cazaux and Inga Kamp and Tara-Marie Bründl and Wing-Fai Thi and Carmen Immerzeel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.14425},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 11 figures