类地行星形成区中的水紫外屏蔽：对二氧化碳发射的影响
地球与行星天体物理
2022-07-20 v2
摘要
二氧化碳是类地行星形成区化学与物理的重要示踪物。利用一个已针对中红外水发射进行过检验的热化学模型，我们重新解释了 Spitzer 观测到的 CO2 发射。我们发现水的紫外屏蔽与额外的化学加热均显著减少了发射层中 CO2 的总柱密度。水的紫外屏蔽是更高效的作用，将 CO2 柱密度降低了约 2 个数量级。这些更低的 CO2 丰度使得 CO2 与 H2O 的通量比更接近观测值，但 CO2 发射仍然过亮，尤其在相对意义上。援引水中间平面冰线之外元素氧的耗尽，对 CO2 发射的影响强于对 H2O 发射的影响，使 CO2 与 H2O 的发射比与观测值一致。我们得出结论：Spitzer-IRS 观测到的 CO2 发射来自盘光球层中类似于强水线的薄层。在该层之下，我们预计除物理过程补充外 CO2 不存在。这将在 CO2 谱以及 JWST-MIRI 可观测的某些 CO2 特征中显现。
引用
@article{arxiv.2207.02236,
title = {Water UV-shielding in the terrestrial planet-forming zone: Implications for carbon dioxide emission},
author = {Arthur D. Bosman and Edwin A. Bergin and Jenny K. Calahan and Sara E. Duval},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.02236},
year = {2022}
}
备注
8 pages, 4 figures, accepted for publication in ApJL