The role of stellar cosmic rays in protoplanetary disk evolution
Notice bibliographique
Résumé
The role of magnetic fields in the evolution and dispersal of protoplanetary disks remains unclear to date partially due to the uncertainty regarding the sources of ionisation present in protoplanetary disks. Magnetic fields can only influence protoplanetary disk dynamics if the disks are sufficiently ionised. Ionisation due to X-rays, FUV photons and radioactivity is well-studied and generally only leads to high levels of ionisation close to the young star and in the surface layers of protoplanetary disks due to high disk column densities. Here I will instead focus on the importance of stellar cosmic rays which may provide a source of ionisation for the outer regions, and closer to the midplane, of protoplanetary disks.Young solar-type stars are very magnetically active and drive stronger stellar winds in comparison to the present day Sun. The increased magnetic activity of young solar-type stars suggests that they are efficient ~GeV particle accelerators producing so-called stellar cosmic rays. Thus, protoplanetary disks are likely to be bombarded by stellar cosmic rays, influencing their chemical and dynamic evolution. These incident particles are believed to trigger the formation of complex organic molecules. Thus, they are essential to advance our understanding of how organic molecules, the building blocks of life in the Universe, form.Recent ALMA observations have provided a number of tantalising clues as to the possible importance of stellar cosmic rays in protoplanetary disks. On the one hand, chemical modelling of observations of TW Hya’s protoplanetary disk suggest that the overall ionisation rate is remarkably low. While on the other hand, ALMA observations have been used to infer the presence of significant turbulent motion in DM Tau’s protoplanetary disk. This turbulent motion is likely driven by the magneto-rotational instability which would require a much higher level of ionisation than was inferred in TW Hya’s disk for instance. I will discuss the potential influence of stellar cosmic rays in these disks. More generally, I will present recent results which investigated the propagation, and ionising effect, of stellar cosmic rays in protoplanetary disks around young solar-mass stars. Unlike X-rays and FUV photons, stellar cosmic rays may effectively avoid being attenuated by the high column densities in the inner regions of protoplanetary disks due to their diffusive transport. To construct our disk density profiles, we use observationally inferred values from nearby star-forming regions for the total disk mass and the radial density profile. By varying the disk mass within the observed scatter for a solar-mass star, we find for a large range of disk masses and density profiles that protoplanetary disks are “optically thin” to low energy stellar cosmic rays. I will describe how our results indicate, for a wide range of disk masses, that low energy stellar cosmic rays provide an important source of ionisation at the disk midplane at large radii (∼70 au). Finally, I will discuss the type of systems where we expect that stellar cosmic rays are likely to be most influential.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».