具有晶粒演化的原行星盘结构：ANDES 模型
太阳与恒星天体物理
2015-06-12 v1 地球与行星天体物理
摘要
我们提出了一个自洽的原行星盘模型：'ANDES'（'AccretioN disk with Dust Evolution and Sedimentation'，具有尘埃演化和沉降的吸积盘）。ANDES 基于灵活且可扩展的模块化结构，包括：1) 一个 1+1D 频率依赖的连续谱辐射传输模块，2) 一个使用扩展气 - 尘网络计算化学演化的模块（包含 UV/X 射线驱动的表面反应过程），3) 一个计算气体热能平衡的模块，以及 4) 一个模拟尘埃晶粒演化的 1+1D 模块。原行星盘模型首次包含了晶粒演化和时间依赖的分子化学。我们发现，大晶粒的生长和向盘中面的沉降导致了贫尘大气层。因此，与具有原始尘埃的盘模型相比，内盘 (R < 50 AU) 的尘埃和气体温度变得更高，而外盘 (R > 50 AU) 的温度更低。盘化学结构对晶粒生长和沉降的响应是双重的。首先，由于透明度更高，部分受 UV 屏蔽的分子层向致密中面移动。其次，盘中面存在大晶粒延缓了挥发性气相物种（如 CO）在那里的冻结，而在相邻的上层中耗尽仍然有效。在具有尘埃演化的盘模型中，许多物种的分子浓度及柱密度得到增强，例如 CO2、NH2CN、HNO、H2O、HCOOH、HCN、CO。我们还表明，时间依赖化学对于正确描述气体热平衡至关重要。
引用
@article{arxiv.1302.1403,
title = {Protoplanetary Disk Structure With Grain Evolution: the ANDES Model},
author = {V. Akimkin and S. Zhukovska and D. Wiebe and D. Semenov and Ya. Pavlyuchenkov and A. Vasyunin and T. Birnstiel and Th. Henning},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.1403},
year = {2015}
}
备注
Accepted for publication in ApJ. 25 pages, 20 figures, 1 table