原行星盘中初始丰度对氮的影响

目前尚不清楚提供给大多数太阳系天体的氮的主要形式，尽管现有测量表明，太阳系岩石和冰中检测到的氮相对于太阳丰度和星际介质是贫化的。我们利用原行星盘化学演化的详细化学/物理模型，探索含氮分子的演化和丰度。基于该模型，我们分析了在盘形成早期阶段以气体或冰的形式提供的初始化学丰度如何影响后期成为主要载氮物种的种类。我们发现，若盘中大部分初始氮以原子氮或分子氮形式存在，则后期主要由原子氮、分子氮以及 NH$_{3}$ 和 HCN 冰主导，其中主要物种随盘半径变化而变化。当初始氮以气态氨形式存在时，除原子氮占主导的外盘区域外，它随后会被捕获在氨冰中。对于初始氮以氨冰形式存在的盘，氮在后期阶段仍以 NH$_{3}$ 形式被困在冰中。将大部分初始氮置于原子 N 的模型与彗星中观测到的氨丰度最吻合。此外，氮的初始状态影响 N$_{2}$H$^{+}$ 的丰度，后者已在原行星盘中被检测到。研究发现，强烈的 N$_{2}$H$^{+}$ 发射不仅示踪 CO 雪线，还表明 N$_{2}$ 丰度大于 $n_{\mathrm{N_{2}}}/n_{\mathrm{H_{2}}}>10^{-6}$。我们的模型还表明 NO 具有潜在的可探测性，较低的气态 N 丰度会导致较高的 NO 丰度。