Formación de Hielos en Discos Protoplanetarios

Resumen

La estructura y composición de meteoritos y cometas presentan una imagen única de los procesos de-tallados y la historia de la formación del sistema solar. Muy probablemente procesos similares tam-bién ocurren durante la formación de otros sistemas planetarios. Aun no es muy claro que fracción de componentes de los hielos encontrados en cometas fueron heredados de la etapa de la nube molecular primordial, y cuales fueron reprocesados o producidos durante la etapa de disco protoplanetario. Uti-lizamos el código ProDiMo para modelar la estructura de un disco protoplanetario, donde resolvemos el balance termico-radiativo del gas y polvo junto con la evolución química. Sobre este resultado mo-delamos el crecimiento de capas de hielos estratificados sobre la superficie de granos de polvo. En-contramos que hay una alteración química significativa de los hielos en discos protoplanetarios, y ha-llamos que hay una fuerte dependencia de los efectos ionizantes de los rayos cósmicos. Adicional-mente, encontramos que las capas de hielo formadas sobre la superficie de granos de polvo pueden hacer crecer un grano de polvo por un factor de aproximadamente 1.8. Estos factores son muy impor-tantes para las opacidades del polvo en los discos, que son las que definen el perfil de temperatura en la zona del disco donde se pueden formar los primeros embriones planetarios.

 Abstract

The structure and composition of meteorites and comets present unique insight into detailed processes and the history of formation of the Solar. Similar processes likely also occur during the formation of other planetary systems. It is still unclear which fraction or components of cometary ices are inherited from the molecular cloud stage and which are re-processed or even formed in the protoplanetary disk stage. We use the ProDiMo code to model the structure of protoplanetary disks, where we solve the thermo-chemical balance of the dust and gas, along with the chemistry. We model the stratified growth of ice mantles on the surface of dust grains in the environment set by the model results. We find that there is a very significant alteration of the ice mantles during the lifetime of the disk. We al-so find a strong dependence of the ice composition on the ionizing effects of cosmic rays. A typical dust grain will grow up to a factor 1.8 due to the deposition of ice mantles. These effects will change the dust opacities, which will set the midplane temperature, which is the region where the first plane-tary embryos will form.