原行星盘中的水蒸气分布

已在原行星盘中探测到水蒸气。在本工作中，我们使用热化学代码模拟了原行星盘中水蒸气的分布。对于一组参数化的盘模型，我们使用蒙特卡洛方法计算了盘的尘埃温度分布和辐射场，然后求解了气体温度分布和化学成分。辐射转移包括对原子氢散射和水吸收 Lyman alpha 光子的详细处理，因为 Lyman alpha 线在吸积年轻恒星的紫外光谱中占主导地位。在一个基准模型中，我们发现温度约为 300 K 的暖水蒸气主要分布在内部盘的一个小而受限的区域。暖水区域的内边界是尘埃和水本身对紫外场的屏蔽变得显著之处。外边界则是尘埃温度降至水凝结温度以下之处。中心恒星的光度越高，暖水蒸气的分布范围越广，而尘埃的生长和沉降往往会减少暖水蒸气的量。基于关于元素氧丰度和水化学的典型假设，暖水蒸气的柱密度可高达 1E22 cm^{-2}。少量温度高于 ~300 K 的热水蒸气存在于盘上层大气的更广阔区域。温度低于 100 K 的冷水蒸气分布在整个盘中，由水冰的光致脱附产生。