原行星盘中氘分馏的多重路径

Yuri Aikawa; Kenji Furuya; Ugo Hincelin; Eric Herbst

doi:10.3847/1538-4357/aaad6c

原行星盘中氘分馏的多重路径

太阳与恒星天体物理 2018-03-28 v1 星系天体物理

作者: Yuri Aikawa , Kenji Furuya , Ugo Hincelin , Eric Herbst

在 arXiv 上查看 ↗ PDF ↗ DOI ↗

摘要

我们研究了原行星盘中与 H $_2$ 和 H $_3^+$ 核自旋态化学耦合的氘化学。发现了氘分馏的多重路径；除与 HD 的反应外，与 D 原子的交换反应（如 HCO $^+$ + D）也很有效。在一个具有适用于暗云的尘埃尺寸的盘模型中，分子在外侧中平面的冻结严重，而盘表面免受紫外辐射。因此，包括 DCO $^+$ 在内的气态分子在盘表面变得丰富，这往往使其柱密度分布相对平坦。若尘埃颗粒已生长至毫米尺寸，中性物质的冻结速率降低，包括 DCO $^+$ 和 N $_2$ D $^+$ 在内的气态分子丰度在冷中平面增强。湍流扩散将盘表面的 D 原子和自由基输运到中平面，并将中平面稳定的冰物质输运到盘表面。湍流对化学的影响是多方面的；虽然 DCO $^+$ 和 N $_2$ D $^+$ 丰度随区域增减不一，但与无湍流模型相比，最内半径处气体和冰中的 HCN 和 DCN 大幅减少。当宇宙射线穿透盘时，除冷（ $\lesssim 10$ K）中平面外，H $_2$ 的正仲比（OPR）在盘中为热平衡值。我们还分析了 H $_3^+$ 和 H $_2$ D $^+$ 的 OPR，以及 H $_2$ D $^+$ 、DCO $^+$ 和 N $_2$ D $^+$ 的主要反应，以解析推导它们在冷中平面中的丰度。

关键词

氘分馏原行星盘核自旋态化学湍流扩散正仲比宇宙射线

引用

@article{arxiv.1803.02498,
  title  = {Multiple paths of deuterium fractionation in protoplanetary disks},
  author = {Yuri Aikawa and Kenji Furuya and Ugo Hincelin and Eric Herbst},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1803.02498},
  year   = {2018}
}

备注

accepted to ApJ

原行星盘中氘分馏的多重路径

摘要

关键词

引用

备注

相关论文