原行星盘中的电离分数 I：比较不同反应网络

我们使用多种不同的化学反应网络（包括气相和气-尘反应方案）计算了原恒星盘模型中的电离分数。我们考虑的盘模型是传统的α盘，包括粘性加热和辐射冷却。电离的主要来源假设为中心恒星的X射线辐照。我们考虑了多种气相化学网络。总体而言，我们发现简单模型预测的电离分数水平更高，活跃区范围更广，而复杂模型则相反。当包含重金属原子时，简单模型预测整个盘都是磁活跃的。复杂模型预测，即使镁的丰度分数为10^{-8}，盘的广泛区域仍然保持磁解耦。添加浓度为10^{-12}的亚微米级尘埃颗粒会导致所有考虑的动力学模型的死区尺寸急剧增大。我们发现简单和复杂的气-尘反应方案在最终死区的大小和结构上一致。我们研究了耗尽小颗粒浓度作为模拟行星形成过程中颗粒生长的一种粗略方法的影响。我们发现，当不存在重金属时，耗尽因子10^{-4}会导致气-尘化学收敛于气相化学。当包含镁时，则需要10^{-8}。这表明，在原行星盘中，在1-10 AU的行星形成区中，在盘质量的相当一部分变得磁活跃和湍动之前，需要有效的颗粒生长和沉降。