原始标题：Protoplanetary盘中不可逆尘埃化学反应的有效反应温度
摘要：原行星盘中的尘埃颗粒在不同的物理化学条件下经历各种化学反应，通过它们的凝聚和扩散，最终导致了尘埃的径向化学梯度。我们进行了三维蒙特卡洛模拟，评估了尘埃轨迹和虚拟不可逆反应的进展，其中动力学由Johnson-Mehl-Avrami方程表示。每个粒子在反应程度超过一定水平之前所经历的最高温度分布呈对数正态分布，其模式温度被用作有效反应温度。通过比较反应时间尺度与尘埃扩散输运时间尺度作为反应参数和盘参数的函数，导出了有效反应温度和其离散度的半解析预测公式。预测公式在广泛的温度范围（200-1400 K）内能够在5.5%和24%的误差范围内重现数值结果。我们将这些公式应用于非晶硅酸盐尘埃的结晶以及其与H2O蒸汽之间的氧同位素交换，基于实验确定的动力学参数。对于亚微米大小的非晶质福氏合石尘埃，考虑到它们的离散度，预测的氧同位素交换的有效反应温度较没有重叠的结晶温度更低。这表明原行星盘中的非晶硅酸盐尘埃可以有效地与富含16O的H2O蒸汽交换其氧同位素，导致与太阳的氧同位素组成不同。
作者：Lily Ishizaki, Shogo Tachibana, Tamami Okamoto, Daiki Yamamoto, and Shigeru Ida
论文ID：2308.12571
分类：Earth and Planetary Astrophysics
分类简称：astro-ph.EP
提交时间：2023-08-25