原行星盘中 X 射线耀发驱动化学变化的分类
太阳与恒星天体物理
2022-04-06 v1
摘要
年轻恒星在 X 射线波段高度多变。特别是，明亮 X 射线耀发可显著增强周围原行星盘中的电离。由于盘化学演化受电离影响，X 射线耀发有可能从根本上改变行星形成区的化学。我们呈现包含名为 \xgen 的随机 X 射线耀发模块的 2D 盘化学模型，并考察相较于假设恒定 X 射线通量的模型，耀发的总体化学影响。我们考察 500 年耀发事件的影响，发现响应离散耀发事件的短时间尺度（天）与响应众多耀发累积影响的长时间尺度（世纪）上的全局化学变化。单个 X 射线耀发最强烈地影响小气相阳离子，其中单次耀发可暂时增强如 H、HCO、CH 与 C 等物种的丰度。我们发现耀发也能在更长时间段驱动化学脱离“稳态”，其中某些物种（如 O 与 O）的盘积分丰度在 500 年模型中变化几个百分点。我们也探究 X 射线耀发事件的具体历史（随机抽取但来自同一能量分布）是否影响化学演化，发现并无影响。最后，我们考察 X 射线耀发对电子分数的影响。虽然建模的大多数分子对耀发不高度敏感，某些物种（包括可观测分子）对年轻恒星的动态环境非常敏感。
引用
@article{arxiv.2202.06962,
title = {Classification of X-ray Flare Driven Chemical Variability in Protoplanetary Disks},
author = {Abygail R. Waggoner and L. Ilsedore Cleeves},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.06962},
year = {2022}
}
备注
19 pages, 14 figures, accepted for publication in ApJ