通过尘埃碰撞和垂直混合作用下的光致分解导致的难熔碳的耗尽

与星际介质相比，内太阳系在难熔碳方面存在不足，这种耗尽可能发生在太阳系原行星盘阶段。我们研究了原太阳盘上层难熔碳光致分解的效应及其与尘埃碰撞生长和垂直混合的相互作用。我们采用1维蒙特卡罗模型模拟尘埃凝聚和垂直混合。为建模盘中的FUV光通量，我们采用简单的数值公式，并用辐射传输仿真数据进行基准测试。我们研究了碎片化和弹性反弹对尘埃分布和碳耗尽传播的影响。我们发现，当包含弹性反弹时，尺寸分布在更小的尺寸处被截断，而碎片化限制的尺寸分布则较大，但同时也会损失小颗粒。由于碎片化事件减少，小颗粒的数量下降，这降低了光致分解的有效性。我们发现，尘埃碰撞生长和垂直混合通过高效补充携带更高FUV光通量的尘埃至盘的上层区域，从而增加了碳耗尽的有效性。根据湍流强度的不同，在1 AU处达到测得的碳浓度需要约10万至30万年。这些时间尺度快于先前研究报告的。碰撞性 redistributing 和湍流混合是尘埃演化的重要方面，必须包含在建模尘埃化学时，这些因素可影响化学过程的有效性。光致分解以及另一种过程（如升华）很可能在我们所见的内太阳系难熔碳耗尽中发挥关键作用。