雪边界

背景。雪线的研究是天体物理学多个领域的重要课题，特别是对于原恒星环境的演化和行星的形成。目的。在碳颗粒上形成第一层冰所需的温度远低于蒸发温度 (T > 100 K)。这种不对称性产生了一个裸露尘埃颗粒与冰尘埃颗粒共存的区域。方法。我们使用蒙特卡洛模拟来描述原行星盘和大质量原恒星环境中裸露颗粒上冰幔的形成时间尺度。然后，我们从受下落和湍流影响的颗粒种群角度解析地描述这两个系统，并假设其处于稳态。结果。我们的结果表明，在原行星盘和大质量原恒星中，雪线之外存在一个冰颗粒与裸露颗粒可以共存的广阔区域。与天体的总尺寸相比，该区域不可忽略：对于原行星盘约为 0.4 AU，对于大质量原恒星约为 5400 AU。达到稳态的时间分别估计为 10^2 到 10^5 年。结论。存在一个裸露颗粒与冰颗粒共存的区域，即所谓的雪边界，这可能对我们关于原恒星环境的认知产生重大影响。从理论角度来看，随着温度升高，冰颗粒向裸露颗粒的转变，可能是模拟热核与热内区的一种现实途径。此外，在该区域中，星子的形成将需要裸露颗粒与冰颗粒的聚结。在观测上，该区域允许气相物种在大尺度上具有高丰度，特别是对于大质量原恒星，即使在低温下（低至 50 K）也是如此。