褐矮星和系外行星中的尘埃 IV：评估TiO2和SiO成核对云形成建模的影响
太阳与恒星天体物理
2021-06-04 v1 地球与行星天体物理
大气与海洋物理
原子与分子团簇
计算物理
摘要
云在褐矮星和行星的大气中形成。云粒子形成过程与在AGB星周包层和超新星中研究的尘埃形成过程相似。亚恒星天体中的云形成建模除了元素消耗外，还需要重力沉降和元素补充。所有过程都依赖于局部条件，需要同时处理。我们应用新的材料数据来评估我们的云形成模型结果中关于凝结核形成的处理。我们根据新的(TiO2)_N团簇数据和新的SiO蒸气压数据重新探讨了主要成核物种的问题。我们使用计算化学软件包Gaussian 09应用密度泛函理论，推导出更新的(TiO2)_N团簇热力学数据，作为我们TiO2种子形成模型的输入。我们通过求解尘埃矩方程组和元素守恒或预设的Drift-Phoenix大气结构，测试了不同的成核处理及其对整体云结构的影响。给出了(TiO2)_N团簇的更新吉布斯自由能，以及T=500 ... 2000K范围内略微依赖温度的表面张力，平均值为sigma_infty = 480.6 erg/cm^2。TiO2种子形成速率随更新团簇数据的变化很小。对种子形成速率以及由此产生的晶粒尺寸和尘埃数密度产生更大影响的是转向SiO成核。尽管气相中SiO的丰度高于TiO2，但TiO2在通过均匀成核随后异质晶粒生长形成凝结核方面仍然高效得多。本文更详细地讨论了对云结构的影响。
引用
@article{arxiv.1410.6610,
title = {Dust in brown dwarfs and extra-solar planets IV. Assessing TiO2 and SiO nucleation for cloud formation modeling},
author = {E. K. H. Lee and Ch. Helling and H. Giles and S. T. Bromley},
journal= {arXiv preprint arXiv:1410.6610},
year = {2021}
}
备注
accepted for publication in A&A (abstract abridged)