初期の太陽星雲における酸素同位体異常の起源として,COの自己遮蔽
1Institute of Geophysics and Planetary Physics, University of California, Los Angeles, California 90095, USA. jrl@ess.ucla.edu
Nature
|May 20, 2005
まとめ
隕石の酸素同位体異常 (カルシウム・アルミニウムに富んだ含有物) は,渦巻原惑星円盤におけるCO光解離によって説明される. このプロセスは,強烈な紫外線放射によって駆動され,酸素同位体を分断し,水 (H2O) の組成に影響を与えます.
科学分野:
- 宇宙化学 (コスモケミストリー)
- 惑星科学は惑星科学である.
- アストロケミストリー アストロケミストリー
背景:
- 隕石のカルシウムとアルミニウムに富んだインクルージョン (CAI) は,異常に多くの酸素同位素 (17Oと18Oは16Oに対してほぼ等しく分割されている) を表しています.
- 伝統的な質量依存分割機構は,これらの観測された同位体異常を説明することができません.
- 超新星入力や対称性依存分割などの以前の仮説は,十分な証拠がないか,理論的な課題に直面している.
研究 の 目的:
- CAIで観察された独特の酸素同位素分断のメカニズムを調査する.
- この分断の潜在的な源として一酸化炭素 (CO) の光解離をモデル化.
- COの光解離が初期の太陽星雲で観測された同位体シグネチャーを生成できる条件を決定する.
主な方法:
- 渦巻性星雲モデルにおけるCO光解離の時間依存計算.
- 遠紫外線 (FUV) 放射線フィールドを組み込んだシミュレーションは,星間媒体の強さの約10^3倍です.
- 原惑星円盤の冷たい表面領域をモデル化する.
主要な成果:
- 渦巻性星雲のより冷たい,放射された表面でのCO光解離は,重要な酸素同位体の分化につながる可能性があります.
- 近くのO星またはB星 (約1pc以内) のFUVフックスに匹敵するFUVフックスは,約10^5年以内にこの分断を達成することができます.
- このモデルは,放射性原惑星円盤における水 (H2O) に含まれる17Oと18Oの濃度が,COに比べて数十パーセント増加すると予測している.
結論:
- COの同位体選択的光解離は,CAIにおける酸素同位体の異常を説明する有効なメカニズムである.
- 初期の太陽星雲は,おそらく近くの巨大な恒星からの激しいFUV照射を経験した可能性がある.
- このプロセスは,原惑星円盤における水やその他の分子の最初の同位体組成に影響を及ぼし,新生惑星の組成に影響を与えます.
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