原行星盘中多环芳香烃团簇的稳定性
地球与行星天体物理
2021-09-01 v1
摘要
多环芳香烃（PAHs）的红外特征存在于许多原恒星盘中，且这些物种被认为在光球层气体加热中起着重要作用。我们旨在将 PAH 团簇形成视为原行星盘中未探测到 PAH 特征的一种可能原因。我们利用 Herbig Ae/Be 与 T Tauri 恒星盘模型，检验原行星盘中由恒星光学与远紫外（FUV）光子导致团簇形成与团簇解离的必要条件。我们执行蒙特卡洛（MC）与统计计算，以确定成员数为 2 至 200 的 coronene、circumcoronene 与 circumcoronene 团簇的解离速率。通过将通用盘模型应用于我们的 Herbig Ae/Be 与 T Tauri 恒星模型，我们估算 PAH 二聚体的形成速率，并与解离速率比较。我们表明 PAH 二聚体可在原行星盘内 100 AU 内的亚光球层形成。二聚体形成耗时数秒至数年，使其能在短时间内增长超过二聚体尺寸。我们进一步证明，若 PAH 团簇位于取决于恒星性质与 PAH 物种的临界距离之外，则其随生长稳定性增加。与局地垂直混合时间尺度比较可确定 PAH 团簇存活所需的最小团簇尺寸。考量 PAH 团簇形成位点，Herbig 恒星内盘光球层中团簇存活因强紫外辐射而不大可能。对于 T Tauri 恒星，coronene、circumcoronene 与 circumcircumcoronene 团簇的存活是可能的，且团簇形成应被视为 T Tauri 恒星盘中低 PAH 探测率的一种可能解释。
引用
@article{arxiv.2108.10695,
title = {Stability of Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Clusters in Protoplanetary Disks},
author = {K. Lange and C. Dominik and A. G. G. M. Tielens},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.10695},
year = {2021}
}
备注
Accepted for Astronomy and Astrophysics. 12 pages, 8 figures