II 类天体产生的低能宇宙射线对其原行星盘的电离效应

我们研究了年轻恒星产生的低能宇宙射线 (CRs) 对其原行星盘 (PPD) 的电离效应。我们具体考虑了在 PPD 内边缘注入的 $\sim3\,$GeV 质子的效应。由此类 CRs 导致的电离分数增加可能使磁旋转不稳定性在原本磁死区的盘中运作。对于假设的典型值，我们在 $1\,$au 处发现的电离率为 $\zeta_\mathrm{CR} \sim 10^{-17}\mathrm{s^{-1}}$。通过将 CRs 的传播视为扩散过程来求解输运方程。我们发现随着扩散系数的增加，CRs 能穿透到 PPD 更深处，而改变盘的质量密度分布剖面影响甚微。我们研究了 CRs 能谱的影响。通过包含平流项考察了盘风的影响。对于 $1-100\mathrm{km\,s^{-1}}$ 的平流风速，在合理的扩散系数下，扩散在所考虑的所有半径处（直至 10$\,$au）均占主导地位。总体而言，我们发现低能 CRs 可使 PPD 的中平面在直至 $\sim\,1\,$au 的范围内显著电离。通过在合理限度内增加 CRs 的光度或能量，其径向影响范围在中平面处可增至 $\sim2\,$au，但要显著电离更远处的中平面仍然具有挑战性。