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外部 photoevaporation 对内盘化学组成的影响

地球与行星天体物理 2024-10-30 v2

摘要

恒星大多数在簇中形成,邻近恒星可影响原行星盘的演化。除了引力相互作用外,外部 photoevaporation 也可塑造这些盘。 Depending on photoevaporation 强度,盘可在 1-2 Myr 内被毁灭或更慢地演化。我们使用包含黏性盘演化模型、铺沙漂移和蒸发的 chemcomp 代码计算原行星盘的化学组成。该代码延伸包括基于 FRIED grid 的外部 photoevaporation。最初,盘仅进行黏性演化,内盘的 C/O 比值因向内漂移和蒸发的水冰珠而降低。随着时间推移,C/O 比值升高,因为水蒸气向恒星汇聚,碳-rich 气体向内迁移。一旦启动外部 photoevaporation,外盘将消散,但内盘的化学演化遵循纯黏性盘的演化,因为大多数珠子已在 1 Myr 内漂移到内盘。低黏性情况下,内盘的 C/O 比值保持亚太阳值直至被 photoevaporation 消散。高黏性情况下,C/O 比值可达到超太阳值,这是由于水蒸气更快汇聚至恒星,碳rich 气体向内迁移所致,前提是盘存活数 Myr。两种情况下,由于珠子向内漂移迅速,内盘化学组成与纯黏性模型无显著差异。我们的模型预测,内盘化学应与受外部 photoevaporation 影响的盘以及孤立盘相似,这与 JWST 观测一致。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.07596,
  title  = {How external photo-evaporation changes the chemical composition of the inner disc},
  author = {Nelson Ndugu and Bertram Bitsch and Julia Lena Lienert},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.07596},
  year   = {2024}
}

备注

15 pages, 7 figures, accepted for publication in Astronomy and Astrophysics Journal