天体物理学 > 地球与行星天体物理学
[提交于 2025年5月26日
]
标题: 燃烧成灰烬:内太阳系星盘中耐火有机物的热分解如何影响气相C/O比值
标题: Burned to ashes: How the thermal decomposition of refractory organics in the inner protoplanetary disc impacts the gas-phase C/O ratio
摘要: 原行星盘中最大的碳储量储存在难熔有机物中,这些有机物在有机物线附近热分解为气相,位于水冰线内部。 由于该区域靠近宿主恒星,通常认为释放的气态物质会迅速吸积,并在盘成分演化中起很小的作用。 然而,实验室实验表明,这种热分解过程是不可逆的,将大分子难熔有机物分解为更简单、含挥发性碳的化合物。 因此,与其它挥发性物质的冰线不同,有机物线仍然具有渗透性,允许气态碳向外扩散而不会返回固相。 本文中,我们通过将这一过程纳入一维气体和固体演化模型,并假设难熔有机物主要分解为 C$_2$H$_2$,研究了该过程如何影响盘的成分,特别是气相 C/H 和 C/O 比率。 我们的结果显示,这个过程使得富含碳的气体在有机物线之外(在太阳质量恒星周围达到$7 \mathrm{~au}$)存活时间更长,其丰度提高了十倍。 这对行星形成有多个意义,尤其是改变了固体和气体成分之间的关系,以及巨型行星可获得的重元素比例。 在我们的模型框架下,难熔有机物显著影响气相 C/O 比率的演化,这可能有助于解释通过斯皮策和詹姆斯·韦伯空间望远镜所作的测量结果。
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