成长粒子的原始行星盘的物理与化学结构

我们通过评估气体密度和温度并自一致地计算，分别求解尘埃温度来计算原始行星盘的物理结构。通过假设幂律尺寸分布并变化粒子最大半径 a_max 来考虑粒子成长的影响。在以 a_max=10um 为 fiducial 模型中，气体在盘面层的温度高于尘埃，而在更深层气体和尘埃具有相同的温度。在采用更大 a_max 的模型中，由于小粒子的光电加热率降低，盘面层的气体温度低于 fiducial 模型；同时，恒星辐射在中间高度的更深渗透，使气体温度升高。在外侧半径（r ≥ 50 AU）处求解详细的化学反应网络。不同半径处的某些分子种类的垂直分布类似，当以氢柱密度 Sigma_H 表示盘面时，分子柱密度对盘半径的依赖不大。在采用更大 a_max 的模型中，盘面层温度较低，使盘的几何厚度变小，气体分子被限制在较小的高度内。然而，若以 Sigma_H 表示分子的垂直分布，则它们对 a_max 的依赖不显著。分子柱密度对 a_max 的依赖也不显著，仅有 HCO+、H3+ 和 H2D+ 等特例在采用更大 a_max 的模型中具有较小的柱密度。