星际尘埃颗粒的脉冲斑点加热与热爆炸再探

冷密星际云中尘埃颗粒脉冲加热的问题从理论层面被重新审视，旨在更好地理解冰幔爆炸脱附的主导机制。严格表明，若反应介质的加热发生在足够局域化的斑点内（例如由宇宙线加热冰幔），则随后的热演化由单一无量纲数$\lambda$刻画。该数标识了两种不同机制之间的分岔：当$\lambda$超过临界值（阈值）时，热方程展现爆炸解，即触发热（化学）爆炸。否则，热扩散使沉积的热量散布至整个颗粒——该机制通常称为整粒加热。该理论使我们能够找到控制冰幔因脉冲斑点加热而爆炸的物理参数的临界组合。特别地，计算表明重宇宙线种类（例如铁离子）与尘埃碰撞能够触发爆炸。基于最近计算的局部宇宙线能谱，估计了爆炸脱附的期望速率。脱附效率影响所有固体物种而与其结合能无关，被证明与文献中通常考虑的其他宇宙线脱附机制相当。此外，该理论允许我们估计可存储于冰幔中的反应物种的最大丰度，这为现有的天体化学模型提供了重要约束。