原行星盘中尘埃与冰受辐射力矩的旋转瓦解及其观测意义
地球与行星天体物理
2024-04-16 v2 星系天体物理
太阳与恒星天体物理
摘要
尘埃颗粒上的尘埃与冰幔在围绕年轻恒星的原行星盘(PPDs)的诸多过程中发挥重要作用，包括星子形成、表面化学以及作为宜居带中水的储库。本文中，我们将对T-Tauri与Herbig Ae/Be恒星周围盘中由离心力导致的尘埃颗粒与冰幔旋转瓦解进行二维建模，该瓦解发生于被辐射力矩加速至超热旋转的颗粒内部。我们首先研究大复合颗粒的旋转瓦解，发现大团聚体可通过辐射力矩瓦解(RATD)机制被打散为单个纳米颗粒。随后我们研究冰幔的旋转解吸以及冰幔中分子的旋转-热解吸。我们将表明盘中暖表面层及以上区域的冰幔可被瓦解成微小冰碎片，随后分子迅速蒸发。我们提出，旋转瓦解机制可补充PPDs热表面层中普遍存在的多环芳香氢(PAHs)/纳米颗粒，正如中红外发射中所观测到的，这些颗粒据信已被极端紫外(UV)恒星光子摧毁。我们表明，在存在旋转解吸的情况下水雪线更为延展，这将减少太阳系星云中形成的彗星数量但增加小行星数量。最后，我们提出碳质颗粒比硅酸盐更易被RATD破碎，或可解决地球与岩质天体上测得的碳亏损问题。
引用
@article{arxiv.2002.03390,
title = {Rotational Disruption of Dust and Ice by Radiative Torques in Protoplanetary Disks and Implications for Observations},
author = {Ngo-Duy Tung and Thiem Hoang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.03390},
year = {2024}
}
备注
25 pages, 18 figures, increased number of photon packages, conclusions unchanged. Accepted to ApJ