低温下水冰的 D/H 比率
星系天体物理
2015-06-23 v1
摘要
我们展示了在与恒星和行星形成过程相关的物理条件下，水冰、H2 以及 H3+ 的主要氘代同位素分子的氘分馏建模结果。基于态 - 态反应速率，我们计算了一系列气体温度 (T_gas ~ 10 - 30 K)、分子氢密度 (n(H2)~ 10^4 - 10^7) 和 H2 的正仲比 (opr) 下的氘化学，并探讨了由此产生的分馏现象，包括覆盖在晶粒表面的水冰幔的形成。我们发现氘分馏表现出预期的温度依赖性，即在低气体温度下出现大幅富集。更重要的是，水冰形成的引入导致水冰中出现较大的 D/H 比率（在 10 K 时 >= 10^-2），同时也改变了整体的氘化学过程。对于 T < 20 K，氘植入冰层会降低 HD 的整体丰度，从而降低高密度下氘分馏的效率。与早期研究一致，在这些条件下，HD 可能不是冷密星际介质中的主要氘储库，而 H3+ 将成为前恒星核致密中心和原行星盘中间层的主要电荷载体。
引用
@article{arxiv.1411.4231,
title = {The D/H Ratio of Water Ice at Low Temperatures},
author = {Jeong-Eun Lee and Edwin A. Bergin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1411.4231},
year = {2015}
}
备注
31 pages, 10 figures, accepted for publication in ApJ