彗星核内冰化学的模拟
地球与行星天体物理
2019-11-06 v2 星系天体物理
高能天体物理现象
摘要
本文提出了彗星核冰中固相化学的首个计算模型。将天体化学动力学模型 MAGICKAL 改造用于追踪彗星冰多层中跨越代表性 5 Gyr 时期的化学演化。所选物理条件适用于彗星核在太阳系外缘的“冷储存”，即任何活动阶段之前。化学在 5 - 60 K 范围内选定静态温度下进行模拟，同时冰暴露于星际辐射场，在外层冰层中诱导光化学，显著形成复杂有机分子。模型中还引入了宇宙射线轰击冰所致化学的处理方法，以及低温光化学的新公式。实现了深度达约 10~m 或更深的简单与复杂分子产率，其局部分数丰度在许多情况下与观测值相当。研究发现产生了大量 O（及 HO），表明若彗星总体物质损失限于约 10 m 深度，则高能宇宙射线在原位对彗星冰长达约 1 Gyr 的长期加工，或足以解释观测到的大量 O 丰度。进入内太阳系可能进一步增加核冰的分子含量，这可利用本建模方法进行量化。
引用
@article{arxiv.1909.03366,
title = {Simulations of ice chemistry in cometary nuclei},
author = {Robin T. Garrod},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.03366},
year = {2019}
}
备注
62 pages, 18 figures, accepted for publication in the Astrophysical Journal