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水冰线外受遮蔽原太阳盘 midplane 的分子组成

地球与行星天体物理 2022-09-21 v1 星系天体物理 太阳与恒星天体物理

摘要

盘的中面温度可能受尘阱/尘环影响。水冰线外尘埃耗竭将投下阴影。本研究采用详细的气-冰化学反网络,探究了原太阳类恒星周围具水冰线外阴影结构的盘中,主导的含碳、氧、氮分子沿径向的气相与冰相丰度分布。在受遮蔽盘中,约3-8 au处的尘埃颗粒预计相较无遮蔽盘,除H2_{2}O、CO、CO2_{2}、NH3_{3}、N2_{2}与HCN冰外,还多出约5-10倍量的H2_{2}CO、CH3_{3}OH、NH2_{2}CHO等有机分子冰以及CH4_{4}、C2_{2}H6_{6}等饱和烃冰。在阴影区,我们发现氢化(尤其是CO冰的氢化)是复杂有机分子的主导形成机制。气相N/O比展现出比气相C/O比大得多的空间变化,因此预测N/O比是阴影区有用的示踪剂。N2_{2}H+^{+}线发射是阴影区的潜在示踪剂。我们得出结论:阴影区使关键挥发物重新凝结到尘埃颗粒上,提供了一处冰相化学富集区,其距恒星比无遮蔽盘中更近,并可在一定程度上解释形成67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星的尘埃颗粒中对O2_{2}冰的捕获。我们讨论道,若木星形成于受遮蔽盘中,则无需经历大距离迁移。

关键词

引用

@article{arxiv.2208.06005,
  title  = {The Molecular Composition of Shadowed Protosolar Disk Midplanes beyond the Water Snowline},
  author = {Shota Notsu and Kazumasa Ohno and Takahiro Ueda and Catherine Walsh and Christian Eistrup and Hideko Nomura},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2208.06005},
  year   = {2022}
}

备注

52 pages, 22 Figures, 2 Tables, Accepted for publication in The Astrophysical Journal (ApJ) on August 7th, 2022