原行星盘中由电离驱动的 CO 耗尽与重新分布
地球与行星天体物理
2018-12-05 v1
摘要
基于星际 CO/H2 比值，Lupus、sigma Orionis 和 Chamaeleon I 中原行星盘基于一氧化碳的普查未发现质量超过最小质量太阳星云的盘，这与存在比木星更重的系外行星相矛盾。观测与模型正趋于一致地认为，电离驱动的化学过程使 T-Tauri 盘中的一氧化碳耗尽。然而 CO 耗尽的程度取决于入射的电离辐射通量，且某些 T-Tauri 恒星可能拥有足够强的新星风以屏蔽其盘免受宇宙射线影响。对于给定的恒星质量，也可能存在一系列 X 射线光度。在此，我们使用一组化学模型，每个具有不同入射 X 射线或宇宙射线通量，来评估 CO 耗尽是否为 T-Tauri 盘的典型结果。我们发现，对于实际的电离率，外盘中的 CO 解离是一个稳健结果，在 2 Myr 演化中丰度降低介于 70% 至 99.99% 之间。此外，在初始解离时期之后，内盘因 CO2 解离显示出一定的 CO 丰度恢复。在高度电离的盘中，内盘 CO 恢复与外盘耗尽相结合，产生了中心峰值的 CO 丰度分布。稀有 CO 同位素体的发射面积可能是一个间接电离指示：在年龄相近的盘簇中，那些 CO 同位素体发射最致密的盘具有最高的电离率。
引用
@article{arxiv.1811.05934,
title = {Ionization-Driven Depletion and Redistribution of CO in Protoplanetary Disks},
author = {Sarah E. Dodson-Robinson and Neal J. Evans and Alyssa Ramos and Mo Yu and Karen Willacy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.05934},
year = {2018}
}
备注
8 pages, 4 figures; accepted for publication in ApJ Letters