尘埃生长过程中水汽与冰的追踪

原行星盘中尘埃与水（以汽态或冰的形式）的演化过程紧密相连。我们开发了一个模型，用于模拟原行星盘垂直柱体内的尘埃凝聚、尘埃动力学（沉降、湍流混合）、汽扩散以及挥发物在颗粒上的凝结/升华。我们运用该模型研究在径向雪线外侧区域，尘埃生长和动力学如何影响水汽与水冰的垂直分布。我们的主要发现是，凝聚过程（因冰质颗粒粘性增强而加速）以及随后固体的垂直沉降，导致在雪线以上区域水汽在与垂直湍流混合时标相当的时间尺度上被耗减，但并未被完全清除。根据湍流强度和温度的不同，耗减因子在盘大气中可达 ${\sim}50$。在我们的等温柱中，这种水汽耗减导致垂直雪线向中平面移动（最多可达 2 个气体标高），并使垂直雪线以上的气相 C/O 比增加。我们的发现阐明了动力学效应的重要性，以及理解行星形成环境中气体与固体协同演化动力学的必要性。