光致蒸发

✍ dations ◷ 2025-07-02 11:12:37 #天体物理学

光致蒸发表示的是高能辐射电离气体，并使它从电离源翻散的过程与程序。这通常是天文物理的范畴，来自炙热恒星的紫外线、电磁辐射作用在像是分子云、原行星盘或行星大气层等的云气。

在天文物理学中，最明显的光致蒸发之一表现在分子云内，是发光恒星对结构的侵蚀。

一颗行星的大气层（或部分的大气）可以因为高能量光子或其它的电磁辐射而被剥离。如果一个光子与大气层的分子相互作用，会加速分子的温度上升。如果提供了足够的能量，分子或原子可能达到该行星的逃逸速度，就会"蒸发"进入太空。质量数越低的气体，与光子相互作用得到的速度越高，因此氢是最容易出现光致蒸发的气体。

原行星盘被入射的电磁辐射加热，或许可以经由恒星风散逸。但辐射与物质的作用会增加速度使其较易向外逃逸。这种效果只有在有足够的辐射强度时才会引人注目，像是来自附近的O和B型恒星，或是在中心的原恒星核心开始核聚变时。

盘面是由气体和尘埃组成的，气体通常是轻的元素，例如氢和氦，主要影响结构的因素是尘埃和气体的比例。

中央恒星的辐射会激发在吸积盘中的粒子。辐射照度会影响盘面稳定度的半径，稳定的半径尺度的长度称为引力半径（ $r_{g}$ $r_{g}$ ）。在引力半径之外，粒子变得容易受到激发而摆脱行星的引力和蒸发。在106 – 107年后， $r_{g}$ $r_{g}$ 处的黏滞吸积率会低于光致蒸发率。然后，在 $r_{g}$ $r_{g}$ 处产生一个缝隙，内盘会被耗竭进入中心的恒星，或是蔓延过 $r_{g}$ $r_{g}$ 被蒸发掉。内部的孔延伸至 $r_{g}$ $r_{g}$ ，盘面很快就会被清除。一旦内部的孔洞形成，盘面很就会被清除。

盘面引力半径的计算公式是：

此处 $\gamma$ $\gamma$ 是比热的比率（对单原子气体是 5/3）， $G {\displaystyle G}$ $G$ 是宇宙的万有引力常数， $M {\displaystyle M}$ $M$ 是中心恒星的质量， $M_{\odot }$ $M_{\odot }$ 是太阳的质量， $\mu$ $\mu$ 是气体的平均重量， $k_{B}$ $k_{B}$ 是波兹曼常数， $T {\displaystyle T}$ $T$ 是气体的温度，还有AU是天文单位。

由于这种效应，尽管还不清楚这种效应是加速还是减速，存在于恒星形成区的大质量恒星被认为对环绕着初期恒星体周围盘面行星的形成有很大的影响。

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