原行星盘中的 X 射线光致脱附与质子破坏：嘧啶
太阳与恒星天体物理
2013-08-27 v1
摘要
原行星盘中存在的有机化合物 HCN 和 C2H2 可能反应形成核碱基的前体分子，如嘧啶分子 (C4H4N2)。取决于盘内特定区域的温度，分子可能处于气相或凝聚在颗粒表面。年轻中心恒星发射的 X 射线光子和 MeV 质子可能在此类前恒星环境中引发多种物理和化学过程。在本工作中，我们通过实验研究了软 X 射线和质子分别激发的凝聚相和气相中嘧啶的电离、解离和脱附过程。嘧啶在低于 130 K 的温度下冷冻，并用能量从 394 到 427 eV 的 X 射线进行辐照。在气相实验中，室温下的嘧啶超声速射流受到 2.5 MeV 质子的轰击。两项实验均采用了飞行时间质谱技术。确定了诸如 C3H2+、HC3NH+ 和 C4H+ 等离子的部分光致脱附离子产额随 X 射线光子能量的变化关系。将实验结果应用于 TW Hydra 星的原行星盘条件。假设分子氢的三种密度分布为 1 x 10^6、1 x 10^7 和 1 x 10^8 cm^-3，我们确定的 HC3NH+ 离子产生率量级为 10^-31 至 10^-8 ions cm^-3 s^-1。对 1 x 10^6 年进行积分，得到 HC3NH+ 柱密度值范围为 3.47 x 10^9 至 1.29 x 10^13 cm^-2，其作为距中心恒星距离的函数而变化。光学深度是影响离子产生的主要变量。此外，利用计算模拟确定了从嘧啶冰脱附的离子的动能，分布在约 7 至 15 eV 之间。
引用
@article{arxiv.1308.5245,
title = {X-ray photodesorption and proton destruction in protoplanetary disks: pyrimidine},
author = {E. Mendoza and G. C. Almeida and D. P. P Andrade and H. Luna and W. Wolff and M. L. M. Rocco and H. M. Boechat-Roberty},
journal= {arXiv preprint arXiv:1308.5245},
year = {2013}
}
备注
13 pages, 9 figures, 6 tables