木星次星云建模：II——规则卫星冰的成分

我们使用Alibert等人(2005a)描述的演化湍流木星次星云模型来约束其规则冰卫星中冰的成分。我们考虑CO2、CO、CH4、N2、NH3、H2S、Ar、Kr和Xe作为太阳星云气相中存在的主要挥发性物质。除了以纯凝聚物形式结晶的CO2外，所有这些挥发性物质都被假设在太阳星云中被H2O捕获，形成水合物或笼形水合物。一旦凝结，这些冰就被并入原木星吸积区中增长中的星子中。然后，其中一些固体从太阳星云流向次星云，并可能被形成中的木星规则卫星吸积。我们表明，在早期进入木星次盘中的固体所包裹的冰全部被蒸发。这导致我们考虑两种不同的规则冰卫星形成情景，以估计它们所含冰的成分。在第一种情景中，冰卫星是由在木星吸积区中产生且未进一步蒸发的星子吸积而成；而在第二种情景中，冰卫星是由在木星次星云中产生的星子吸积而成。在后一种情况下，我们研究了木星次星云中碳和氮气相化学的演化，并表明在次盘的大部分区域，N2向NH3、CO向CO2以及CO向CH4的转化均受到抑制。最后，我们评估了木星规则冰卫星内部主要挥发性物质相对于H2O的质量丰度。我们的结果与在木卫三和木卫四表面探测到CO2以及设想在木卫三和木卫四地下海洋中存在NH3的情况相符。