Agotamiento de carbono en el sistema solar primitivo

Informe de estado

astro-ph.EP

16 de enero de 2023

Abundancia de carbono ūĚĎďūĚĎź, es decir, la fracci√≥n de masa de carbono refractario, en algunos cuerpos del sistema solar y su distancia helioc√©ntrica. En los ejes horizontales, el ancho de las cajas representa las regiones de formaci√≥n esperadas de los objetos individuales. Para las condritas, la altura vertical de las cajas representa la distribuci√≥n de los valores medidos dentro de las clases individuales. Para otros objetos, la altura vertical representa incertidumbres en la fracci√≥n de carbono esperada. Para la Tierra a granel, mostramos estimaciones basadas en modelos geoqu√≠micos detallados en gris oscuro y los posibles l√≠mites superiores en gris claro. Adem√°s, mostramos estimaciones para Bulk Silicate Earth (BSE), es decir, el manto y la corteza de la Tierra sin el n√ļcleo, y dos cometas, 67P/Churyumov-Gerasimenko y 1P/Halley. A modo de comparaci√≥n, se suman los valores del Sol y el ISM. Consulte las secciones 2 y 3.1 para obtener m√°s explicaciones y referencias. ‚ÄĒ astro-ph.EP

La Tierra y otros objetos rocosos en el sistema solar interior tienen menos carbono en comparación con los objetos en el sistema solar exterior, el Sol o el ISM.

Se cree que esto es el resultado de la eliminación selectiva de carbono refractario del material circunestelar primordial. En este trabajo estudiamos la liberación irreversible de carbono al medio gaseoso mediante fotólisis y pirólisis de materiales carbonosos refractarios durante la fase de disco del sistema solar primitivo.

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Resolvemos analíticamente la ecuación de advección unidimensional y derivamos una expresión explícita que describe el agotamiento de la materia carbonosa en los sólidos bajo la influencia del transporte radial y vertical. Encontramos que los dos mecanismos de agotamiento individualmente no logran reproducir las abundancias del sistema solar en condiciones típicas. Si bien el transporte radial solo limita marginalmente la fotodescomposición, es el transporte vertical ineficiente el que limita el agotamiento del carbono en estas condiciones. Mostramos explícitamente que un aumento en la eficiencia de la mezcla vertical y/o un aumento en el volumen del disco directamente irradiado promueve el agotamiento del carbono. La descomposición térmica requiere un disco interno caliente (> 500 K) más allá de 3 AU para agotar la región de formación de la Tierra y la condrita.

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Encontramos explosiones de tipo FU Ori para producir estas condiciones tales que se agotan los compuestos moderadamente refractarios. Sin embargo, tales explosiones probablemente no agotan los compuestos carbonosos más refractarios más allá de la región más interna del disco. Por lo tanto, la abundancia de carbono refractario a 1 UA generalmente no alcanza los niveles terrestres. Sin embargo, bajo condiciones específicas, encontramos fotólisis y pirólisis combinadas para reproducir las abundancias del sistema solar.

Fabian Binkert, Til Birnstiel

Comentarios: Aceptado para publicación en MNRAS
Materias: Astrofísica terrestre y planetaria (astro-ph.EP)
Citar como: arXiv:2301.05706 [astro-ph.EP] (o arXiv:2301.05706v1 [astro-ph.EP] para este lanzamiento)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2301.05706
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Por: Fabi√°n Binkert
[v1] Vie 13 de enero de 2023 6:59:33 p. m. UTC (5700 KB)
https://arxiv.org/abs/2301.05706
Astrobiología, Astroquímica

Co-fundador de SpaceRef, miembro del Explorers Club, ex-NASA, equipos externos, periodista, astrobiología espacial, escalador fallecido.

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