天体碳质尘埃的形成与性质

经典的颗粒成核理论在理论和预测上均存在缺陷。我们力求通过采用原子尺度的成核模型来减轻我们在尘埃形成与增长理解上的这些缺陷。碳团簇的几何结构通过一组全局最小化算法确定。利用密度泛函理论，计算了从 $n=2$ 到 $n=99$ 的碳团簇的结合能。这些能量被用于计算碳团簇的临界尺寸和成核率。我们发现临界团簇尺寸很大程度上由团簇几何结构的变化决定。尺寸为 $n=27$ 和 $n=8$ 的团簇分别大致对应于从环到富勒烯几何结构以及从链到环几何结构的转变，它们是在成核显著的温度和饱和度范围内对应的临界尺寸。与经典理论相反，成核在低温下增强，在高温下受抑制。这些结果将应用于使用超新星模拟结果的改进化学演化代码。