原行星盘中晶体硅酸盐的空间分布：如何解释中红外观测

晶体硅酸盐是研究原行星盘尘埃演化的重要指示剂。在行星盘的内部，无定形硅酸盐因高温而结晶化。这些晶体硅酸盐在径向和垂直方向上分布。我们旨在建模晶体硅酸盐在行星盘中的空间分布及其中红外光谱，以研究其对尘埃光谱特征的影响，并将其与观测结果进行比较。我们对一个 T-Tauri 原行星盘进行建模，并定义从结晶和驻留时间尺度出发的结晶区域。将比较径向混合和漂移，以寻找垂直混合区域。我们使用 DISKLAB 代码获得晶体硅酸盐的空间分布，并使用 MCMax 代码对中红外光谱进行建模。在我们的模型中，不同粒径的尘埃在行星盘的不同区域结晶。行星盘表面的结晶尘埃由于垂直混合而与中平面充分混合，并通过径向输运分布到外侧行星盘。我们的模型显示不同盘区对尘埃光谱特征的不同贡献。当改变晶体尘埃的空间分布时，特征强度会发生变化。我们的模型结果与观测结果在定性上一致，但模型中 10 微米特征强烈由晶体尘埃主导。具有减少结晶度和消耗内部小粒径晶体尘埃的模型，更能与观测结果吻合。中红外观测的盘面代表了中平面小粒径尘埃的径向分布，为我们提供了内部盘中尘埃性质的信息。内部盘和外部盘分别对较短波长和较长波长的特征贡献更大。必须考虑无定形化、蒸发和尘埃演化，以实现与观测结果的匹配。本研究可用于解释采用 JWST 上的 MIRI 所拍摄的原行星盘光谱。