T Tauri 星原行星盘中恒星高能粒子的电离
太阳与恒星天体物理
2017-07-12 v1 地球与行星天体物理
星系天体物理
高能天体物理现象
摘要
陨石中短寿命放射性核素丰度测量的异常表明，原太阳星云受到了大量高能粒子 (E10 MeV) 的辐照。当代太阳的粒子通量无法解释这些异常。然而，与 T Tauri 星类似，年轻的太阳更加活跃，可能产生了足够多的高能粒子来解释这些异常。我们希望研究恒星高能粒子与盘气体组分的相互作用，并确定这种相互作用可能的观测示踪物。我们使用二维辐射热化学原行星盘代码来模拟具有 T Tauri 星代表性的盘。我们使用从太阳耀斑观测中推导出的粒子能量分布以及为 T Tauri 星提出的增强恒星粒子通量。对于该粒子谱，我们使用精确的粒子传输模型计算了整个盘中的恒星粒子电离率。我们研究了恒星粒子对具有不同 X 射线和宇宙射线电离率的模型的影响。我们发现恒星粒子电离对常见盘电离示踪物 HCO 和 NH 的丰度有显著影响，特别是在宇宙射线电离率低的模型中。与宇宙射线和 X 射线相反，恒星粒子无法到达盘的中平面。因此，位于盘表面层的分子离子比追踪盘冷层/中平面的分子离子更容易受到恒星粒子电离的影响。追踪盘不同垂直层的分子离子的空间分辨观测允许将恒星粒子电离的贡献与其他竞争电离源区分开来。使用本文提出的模型对此类观测进行建模，可以约束 T Tauri 星盘中恒星粒子通量。
引用
@article{arxiv.1702.07522,
title = {Stellar energetic particle ionization in protoplanetary disks around T Tauri stars},
author = {Ch. Rab and M. Güdel and M. Padovani and I. Kamp and W. -F. Thi and P. Woitke and G. Aresu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.07522},
year = {2017}
}
备注
15 pages, 11 figures, 5 tables. Accepted for publication in A&A