SHAMPOO：一种在非局部盘过程影响下追踪尘埃粒子的随机模型

CHNOS的丰度对行星组成至关重要。在行星形成初期，这些元素大量以冰的形式储存在行星形成盘尘埃颗粒上。这些冰的演化受动力学输运、碰撞过程以及冰的形成与升华影响。我们旨在限定这些过程完全耦合的盘区域，并开发一种灵活的建模方法，能够预测这些过程同时作用于这些区域尘埃CHNOS收支的效应。我们比较了相关盘过程的时间尺度以限定需采用该方法的范围，并开发了SHAMPOO代码，其追踪嵌入较大团聚体中、同时经历这些过程的单个单体尘埃颗粒冰幔中的CHNOS丰度。单体冰的吸附与光解吸取决于单体在团聚体中的深度。我们研究了破碎速度与团聚体填充因子对位于r = 10 AU处单体上冰量的影响。盘过程完全耦合的位置取决于颗粒尺寸与冰物种。嵌入破碎速度为1 m/s的团聚体中的单体，比破碎速度为5 m/s或10 m/s时更频繁地经历吸附与光解吸。填充因子为 $10^{-3}$ 的团聚体平均积累冰的速度比填充因子为1的团聚体快22倍。由于不同尺寸颗粒通过碰撞耦合且颗粒冰由多种冰物种构成，难以孤立出盘过程完全耦合的位置，因而有必要开发SHAMPOO代码。对于易碎或多孔团聚体，冰的处理可能不局限于尘埃团聚体表面。