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光致蒸發表示的是高能輻射電離氣體,並使它從電離源翻散的過程與程序。這通常是天文物理的範疇,來自炙熱恆星紫外線電磁輻射作用在像是分子雲原行星盤或行星大氣層等的雲氣[1][2][3]

分子雲编辑

 
鷹星雲的柱狀體(創生之柱)正在被光致蒸發中。

在天文物理學中,最明顯的光致蒸發之一表現在分子雲內,是發光恆星對結構的侵蝕[4]

行星和大氣層编辑

一顆行星大氣層(或部分的大氣)可以因為高能量光子或其它的電磁輻射而被剝離。如果一個光子與大氣層的分子相互作用,會加速分子的溫度上升。如果提供了足夠的能量,分子或原子可能達到該行星的逃逸速度,就會"蒸發"進入太空。質量數越低的氣體,與光子相互作用得到的速度越高,因此是最容易出現光致蒸發的氣體。

原行星盤编辑

 
由於存在O型恆星的附近,一個原恆星盤發生光致蒸發。

原行星盤被入射的電磁輻射加熱,或許可以經由恆星風散逸。但輻射與物質的作用會增加速度使其較易向外逃逸。這種效果只有在有足夠的輻射強度時才會引人注目,像是來自附近的O和B型恆星,或是在中心的原恆星核心開始核融合時。

盤面是由氣體和塵埃組成的,氣體通常是輕的元素,例如,主要影響結構的因素是塵埃和氣體的比例。

中央恆星的輻射會激發在吸積盤中的粒子。輻射照度會影響盤面穩定度的半徑,穩定的半徑尺度的長度稱為引力半徑( )。在引力半徑之外,粒子變得容易受到激發而擺脫行星的引力和蒸發。在106 – 107年後, 處的黏滯吸積率會低於光致蒸發率。 然後,在 處產生一個縫隙,內盤會被耗竭進入中心的恆星,或是蔓延過 被蒸發掉。內部的孔延伸至 ,盤面很快就會被清除。一旦內部的孔洞形成,盤面很就會被清除。

盤面引力半徑的計算公式是[5]

 

此處 是比熱的比率(對單原子氣體是 5/3), 是宇宙的萬有引力常數 是中心恆星的質量,  是太陽的質量, 是氣體的平均重量,  波茲曼常數  是氣體的溫度,還有AU是天文單位

由於這種效應,儘管還不清楚這種效應是加速還是減速,存在於恆星形成區的大質量恆星被認為對環繞著初期恆星體周圍盤面行星的形成有很大的影響。

參考資料编辑

  1. ^ Mellema, G.; Raga, A. C.; Canto, J.; Lundqvist, P.; Balick, B.; Steffen, W.; Noriega-Crespo, A. Photo-evaporation of clumps in planetary nebulae. Astronomy and Astrophysics. 1998, 331: 335. Bibcode:1998A&A...331..335M. arXiv:astro-ph/9710205. 
  2. ^ Owen, James E.; Ercolano, Barbara; Clarke, Cathie J. Protoplanetary disc evolution and dispersal: The implications of X-ray photoevaporation. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2011, 412: 13. Bibcode:2011MNRAS.412...13O. arXiv:1010.0826. doi:10.1111/j.1365-2966.2010.17818.x. 
  3. ^ Wu, Yanqin; Lithwick, Yoram. Density and Eccentricity of Kepler Planets. The Astrophysical Journal. 2013, 772: 74. Bibcode:2013ApJ...772...74W. arXiv:1210.7810. doi:10.1088/0004-637X/772/1/74. 
  4. ^ Hester, J. J.; Scowen, P. A.; Sankrit, R.; Lauer, T. R.; Ajhar, E. A.; Baum, W. A.; Code, A.; Currie, D. G.; Danielson, G. E.; Ewald, S. P.; Faber, S. M.; Grillmair, C. J.; Groth, E. J.; Holtzman, J. A.; Hunter, D. A.; Kristian, J.; Light, R. M.; Lynds, C. R.; Monet, D. G.; O'Neil, E. J.; Shaya, E. J.; Seidelmann, P. K.; Westphal, J. A. Hubble Space Telescope WFPC2 Imaging of M16: Photoevaporation and Emerging Young Stellar Objects. Astronomical Journal. 1996, 111: 2349. Bibcode:1996AJ....111.2349H. doi:10.1086/117968. 
  5. ^ Liffman, Kurt. The Gravitational Radius of an Irradiated Disk. Publications of the Astronomical Society of Australia. 2003, 20 (4): 337. Bibcode:2003PASA...20..337L. doi:10.1071/AS03019.