Turbulent processing of PAHs in protoplanetary discs -- Coagulation and freeze-out leading to depletion of gas-phase PAH
Auteurs : K. Lange, C. Dominik, A. G. G. M. Tielens
Résumé : Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) have been detected in numerous circumstellar discs. We propose the continuous processing of PAHs through clustering, adsorption on dust grains, and their reverse-processes as key mechanisms to reduce the emission-capable PAH abundance in protoplanetary discs. This cycle of processing is driven by vertical turbulence in the disc mixing PAHs between the disc midplane and the photosphere. We used a theoretical Monte Carlo model for photodesorption and a coagulation code in the disc midplane to estimate the relevance and timescale of these processes in a Herbig Ae/Be disc environment. By combining these components in a 1D vertical model, we calculated the gas-phase depletion of PAHs that stick as clusters on dust grains. Our results show that the clustering of gas-phase PAHs is very efficient, and that clusters with more than 100 monomers can grow for years before they are able to freeze out in the disc midplane. Once a PAH cluster is frozen on the dust grain surface, the large heat capacity of these clusters prevents them from evaporating off the grains in UV-rich environments such as the photosphere. Therefore, the clustering of PAHs followed by freeze-out can lead to a depletion of gas-phase PAHs in discs. Evaluated over the lifetime of protoplanetary discs, we find a depletion of PAHs by a factor that ranges between 50 and 1000 compared to the standard ISM abundance of PAHs in the inner disc through turbulent processing. Through these processes, we favour PAHs smaller than circumovalene as the major gas-phase emitters of the disc photosphere as larger PAH monomers cannot photodesorb from the grain surface. These gas-phase PAHs co-exist with large PAH clusters sticking on dust grains. We find a close relation between the amount of PAHs frozen out on dust grains and the dust population, as well as the strength of the vertical turbulence.
Outils pour cet article
Posez des questions sur cet article à notre assistant IA
Vous pouvez aussi discutez avec plusieurs papiers à la fois ici.
⚠La licence de l'article ne nous permet pas de nous appuyer sur son contenu et l'assistant IA ne peut se servir que des métadonnées de l'article plutôt que de l'article complet.
Le résumé précédent a été créé il y a plus d'un an et peut être réexécuté (si nécessaire) en cliquant sur le bouton Exécuter ci-dessous.
⚠La licence de cet article spécifique ne nous permet pas de nous appuyer sur son contenu et les outils de synthèse seront exécutés en utilisant les métadonnées de l'article plutôt que l'article complet. Cependant, l'outil produira quand même un bon résultat, et vous pouvez également essayer nos outils sur des papiers avec des licences plus ouvertes.
Articles similaires résumés avec nos outils d'IA
Naviguez à travers encore plus d'articles similaires en utilisant une
représentation arborescenteRecherchez des articles similaires (en version bêta)
Nous comparons le titre et le résumé avec les articles indexés dans notre base. Pour les articles arXiv, la recherche porte sur la même catégorie ; pour les DOI et les autres sources, elle couvre toutes les sources et disciplines. Vous pouvez la relancer à mesure que notre base s’enrichit.
Avertissement : Notre outil de synthèse basé sur l'IA et l'assistant virtuel fournis sur ce site Web peuvent ne pas toujours fournir des résumés complets ou des réponses exactes. Nous vous encourageons à examiner attentivement et à évaluer le contenu généré pour vous assurer de sa qualité et de sa pertinence par rapport à vos besoins.