颗粒演化对原行星盘化学结构的影响
星系天体物理
2015-05-20 v1
摘要
我们研究了 T Tauri 星周围原行星盘中尘埃演化对盘化学成分的影响。我们首次利用了包含生长、碎裂和沉降的综合性尘埃演化模型。特别关注了颗粒演化对紫外 (UV) 场在盘中穿透的影响。使用包含一套全面的气相和颗粒表面化学反应的化学模型，模拟了盘的化学结构。颗粒演化对盘化学成分的主要影响来自沉降，其次来自总颗粒表面积的减少。颗粒生长的净效应受到碎裂过程的抑制，该过程维持了主导总颗粒表面积的小颗粒群。我们考虑了三种尘埃性质模型。在模型 GS 中，同时考虑了生长和沉降。在模型 A5 和 A4 中，假设所有颗粒具有相同尺寸（分别为 10(-5) cm 和 10(-4) cm），且气尘质量比恒定为 100。与先前的研究一样，盘化学结构中的“三层”模式（中平面、分子层、热大气层）在所有模型中均得以保留，但在具有增大颗粒尺寸的模型（GS 和 A4）中向中平面偏移。与其他类似研究不同，我们发现与具有原始尘埃的模型 (A5) 相比，在 GS 和 A4 模型中，大多数气相物质的柱密度增加了 1-3 个数量级，而其表面对应物的柱密度则有所降低。我们证明，某些物质的柱密度，如 C2H、HC(2n+1)N (n=0-3)、H2O 及其他一些分子，以及可通过 Herschel 和 ALMA 观测的 C2H2/HCN 丰度比，可用作原行星盘中颗粒演化过程早期阶段的观测示踪物。
引用
@article{arxiv.1011.4420,
title = {Impact of grain evolution on the chemical structure of protoplanetary disks},
author = {A. I. Vasyunin and D. S. Wiebe and T. Birnstiel and S. Zhukovska and Th. Henning and C. P. Dullemond},
journal= {arXiv preprint arXiv:1011.4420},
year = {2015}
}
备注
50 pages, 4 tables, 11 figures, accepted to the ApJ