年轻恒星天体周围超热旋转尘埃颗粒上冰幔与复杂分子的旋转脱附

尘埃颗粒上的冰幔在天体化学中起着核心作用。水与复杂有机分子(COMs)被认为首先在冰幔上形成，随后因恒星形成活动释放到气相中。然而，关键问题在于当颗粒从 $T_{d}\sim 10\rm K$ 被加热到 $\gtrsim 100$ K 时，冰幔能否在恒星辐射下存活。本文首先研究了年轻恒星天体(YSOs)的强辐射所驱动的超热颗粒旋转对冰幔的影响。我们发现，在水冰和 COMs 通过热升华脱附之前，整个冰幔会被离心应力撕裂成小碎片。接着我们研究了所得冰碎片的结果，发现半径 $a \lesssim 10$\AA~ 的微小碎片因热尖峰而表现出 COMs 的瞬态释放，而较大的碎片能以比原始冰颗粒高得多的速率促进热升华，或以相同速率但在低约 $20-40$ K 的温度下实现。我们发现旋转脱附在热核/热日冕体中从内部到外部区域都是高效的，其中温度降至 $T_{\rm gas}\sim 40\rm K$ 且 $n_{\rm H}\sim 10^{4}\rm cm^{-3}$。我们讨论了该机制在各种环境中对 COMs 和水冰脱附的意义，包括外流腔壁、光解离区和原行星盘。最后，我们表明非常大的聚合颗粒可通过旋转破坏机制被撕裂成单个冰颗粒，随后发生冰幔的旋转脱附。