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从恒星星云到行星:难熔组分

地球与行星天体物理 2015-06-18 v2 空间物理

摘要

通过结合化学组成模型与行星形成模型,我们计算了具有太阳化学组成的恒星系统中形成的行星体内难熔元素的丰度。我们还考虑了难熔有机化合物的形成,这在以往关于该主题的研究中被忽略。我们使用商业软件包 HSC Chemistry 来计算凝结序列以及并入行星的难熔矿物的化学组成。针对难熔有机物质问题,我们采用了两种不同的模型计算:第一种假设用于形成有机化合物的原子分数从系统中移除(即有机化合物在气相中形成且无反应活性);第二种假设有机化合物由先前从气相凝结的不同化合物之间的反应形成。结果表明,难熔物质占模拟行星吸积固体质量的 50 wt% 以上,其中高达 30 wt% 的总质量由难熔有机化合物组成。碳化物和硅酸盐的丰度与太阳的 C/O 和 Mg/Si 元素比(分别为 0.5 和 1.02)一致。形成的碳化物少于 1 wt%;辉石和橄榄石的数量相近。该模型预测的行星在组成上与太阳系行星相似。它还表明,从共同的初始星云组成出发,可以形成多种化学性质截然不同的行星,这意味着行星组成的差异源于行星形成过程的差异。我们表明,系统中不存在难熔有机物质的模型与观测结果更为兼容。使用行星形成模型对于以一致的方式形成多样化的行星至关重要。

关键词

引用

@article{arxiv.1312.3085,
  title  = {From stellar nebula to planets: the refractory components},
  author = {Amaury Thiabaud and Ulysse Marboeuf and Yann Alibert and Nahuel Cabral and Ingo Leya and Klaus Mezger},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1312.3085},
  year   = {2015}
}

备注

18 pages, 29 figures. Accepted for publication in A&A