原行星盘中尘埃粒子的蒙特卡洛模拟：彗星中结晶与无定形硅酸盐之比
地球与行星天体物理
2022-04-08 v2
摘要
观测推断的彗星中硅酸盐的结晶丰度相对较高（约 10-60%），而彗星应形成于原行星盘的外区，尽管结晶硅酸盐应由盘内区无定形前驱体退火形成。为定量解决这一谜题，我们基于卵石吸积模型设置了湍流盘中硅酸盐粒子的平流/扩散蒙特卡洛模拟：由冰幔包裹的许多小无定形硅酸盐组成的卵石在盘外区形成，硅酸盐粒子在雪线处释放，结晶硅酸盐粒子在退火线处产生，扩散越过雪线的硅酸盐粒子最终黏附到漂移的卵石上回到雪线。在不考虑黏附且卵石通量稳态的简单情形下，我们通过模拟与解析论证表明雪线以外硅酸盐物质中的结晶组分稳定且均匀地约为 5%。另一方面，在考虑黏附且卵石通量衰减的更现实情形下，结晶丰度升至约 20-25%，取决于衰减与扩散时标之比。该丰度与观测一致。本研究中我们假设简单的稳态吸积盘。要与观测数据做更详细比较，需将模拟与盘演化耦合。
引用
@article{arxiv.2201.05507,
title = {Monte Carlo Simulation of Dust Particles in a Protoplanetary Disk: Crystalline to Amorphous Silicate Ratio in Comets},
author = {Tamami Okamoto and Shigeru Ida},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.05507},
year = {2022}
}
备注
Accepted for publication in the Astrophysical Journal