Impact-induced Vaporization During Accretion of Planetary Bodies

巨型撞击主导了岩石行星吸积的后期阶段。它们导致参与撞击的天体加热、熔化，有时甚至汽化。由于熔化和汽化过程中的分馏作用，行星构建撞击可以显著改变岩石天体的成分和地球化学特征。我们利用第一性原理分子动力学模拟，分析了代表两类岩石天体的复杂真实硅酸盐系统的冲击行为。我们引入了一种新颖的汽化形成判据，该判据利用熵计算来确定达到汽化产生阈值所需的最小撞击速度。我们推导出汽化形成的撞击速度判据（对于球粒陨石天体为7.1 km/s），并表明，在模拟地球后期吸积阶段的动力学模拟中，采用经典和环状初始构型时，分别有61%和89%的撞击达到了这一阈值。这些结果应结合撞击角度和撞击天体质量等因素进行细致考量，这些因素会进一步影响汽化动力学及由此产生的物质分布。我们的研究结果表明，汽化在吸积过程中是普遍现象，并可能在塑造类地行星的早期环境和物质特性方面发挥了关键作用。