金牛 T 型星强 X 射线耀斑导致的时变水化学模拟

年轻恒星会发出强烈的 X 射线耀斑，穿透其周围原行星盘的表面层。耀斑是否会导致盘化学成分发生显著变化，仍然是一个悬而未决的问题。我们提出了 X 射线耀斑事件期间气相水随时间演化的化学模型。化学演化在盘中 1 至 50 天文单位之间的点位置进行模拟，垂直高度范围从中平面到盘表面。我们发现，强烈的稀有耀斑，即那些每隔几年将未衰减 X 射线电离率提高 100 倍的耀斑，可以暂时使盘表面（Z/R $\ge$ 0.3）的气相水丰度相对于 H 增加超过 $\sim3-5$ 倍。我们报告称，“典型”耀斑，即那些每隔几周将未衰减 X 射线电离率提高几倍的耀斑，不会导致显著的、可观测的变化。我们发现 H$_3$O$^+$ 的解离复合、水在尘埃颗粒上的吸附与解吸，以及水及相关物种的紫外光解是调控气相水丰度的三个主导过程。虽然这些变化被认为是显著的，但我们发现其对整个盘内气相水丰度的影响是短暂的（数天）。尽管我们没有看到长期水（气体和冰）产量的大幅增加，但耀斑的巨大效应可能通过未来的远红外观测，在 5 至 30 天文单位半径范围内被探测为随时间变化的内盘水“爆发”。