初始条件和云密度对星际尘埃幔成分的影响

研究了不同星际环境中尘埃幔的演化。我们主要关注水、甲醇和二氧化碳，它们构成了尘埃幔的近90%。我们研究了这些分子的生成速率如何依赖于氧和一氧化碳的相对气相丰度，并约束了能够将这些分子产量复现到接近观测丰度的相关参数空间。我们只允许H、O和CO吸积到尘埃上，并使用蒙特卡洛方法跟踪数百万年的化学过程。我们允许在尘埃上形成多层结构，并考虑了吸积的O和CO的冻结效应。我们发现这些分子的形成依赖于初始条件以及平均云密度。具体来说，当吸积的O的数密度小于CO的3倍时，甲醇总是过量产生。利用现有的反应路径，似乎很难同时精确匹配所有三种分子的观测丰度。只有在参数空间的一个狭窄区域内，这三种分子才能都在观测限内产生。此外，我们发现，考虑O和CO的冻结会导致尘埃表面几乎达到稳态。在两百万年的时间里，尘埃幔厚度增长在60到500层之间。此外，我们考虑了一种由于分子云逐渐坍缩而导致气体数密度随时间变化的情况，并展示了不同物种的成分作为坍缩云半径函数的演化。