Nuclear spin ratios of deuterated ammonia in prestellar cores. LAsMA observations of H-MM1 and Oph D
通过LAsMA观测两个核前恒星核，测定NH2D和NHD2的正/仲比接近统计值，气相质子交换情景决定自旋比，化学脱附影响丰度。
2023-11-14 astro-ph.GA
Deuterated molecules in Orion KL from Herschel/HIFI
我们提出了一个全面的研究，在猎户座KL地区的全波段HIFI调查中检测到的氘代分子。氨，甲醛，甲醇和它们的单氘同位素各自检测到通过许多过渡在这个调查中的光学深度和激发条件的范围很广。结合最近的研究，HDO和H $_2$ O在猎户座KL的丰度，这项研究产生了最好的限制氘分馏在星际分子云的日期。正如先前的研究所发现的，猎户座KL内的热核和致密岭区域都含有大量的氘代分子，这表明它们起源于冷颗粒地幔。在热核中，我们发现氨的分馏比水大约多2倍。同时，在致密岭中，我们在水、甲醛和甲醇中发现了类似的氘分馏，D/H比为（2-8）$\times$ $10^{-3}$。致密海脊的[CH $_2$ DOH]/[CH $_3$ OD]比值为$1.2 \pm 0.3$。热核的氘分馏一般比致密海脊低，这意味着其起源温度略高，或者说是来自暖气相化学的贡献更大。
2013-08-23 astro-ph.GA
Statistical nuclear spin ratios of deuterated ammonia in the pre-stellar core L1544
本研究通过APEX和IRAM望远镜观测及气-粒化学模型，测定了pre-stellar核心L1544中氘代氨的ortho/para比率，发现质子跳跃(PH)反应方案与观测最吻合，证实其自旋比率符合核自旋统计权重。
2025-07-16 astro-ph.GA
Deuteration of ammonia in the starless core Ophiuchus/H-MM1
氨及其氘代同位素探测稠密分子云核的物理条件。为了测试目前对这些分子的自旋态化学的理解，我们用APEX、GBT和IRAM 30米望远镜观测了NH3、NH 2D、NHD 2、ND 3和N2 D+的谱线，这些谱线朝向蛇夫座致密的无星核心。用气体-颗粒化学模型结合辐射转移计算对观测结果进行了解释。化学模型区分了轻氢分子、氨及其氘代形式的不同核自旋状态。在岩芯中发现了高氘分馏比，NH_2D/NH_3 =0.4，NHD_2/NH_2D =0.2，ND_3/NHD_2 =0.06。NH_2D和NHD_2的邻位/对位比与相应的核自旋统计权重接近。化学模型可以近似地再现所观察到的丰度，但预测一致太低的邻/对-NH 2D，和太大的邻/对-NHD 2的比例。N2 H+和NH3在致密气体中的寿命是其强氘化的先决条件，这可以归因于N2在晶粒表面上的化学惰性。化学模型和观测结果之间的差异可能是由于该模型假设氨的主要气相氘代反应完全混乱，这意味着所有的核在反应碰撞中混合。相反，如果这些反应是通过质子跳跃/氢提取过程发生的，则可以预期统计自旋比。目前的研究结果表明，虽然氘的氨的变化与物理条件和时间，氨同位素的核自旋比不探测云的演化阶段。
2016-12-22 astro-ph.GA
Deuterium fractionation of nitrogen hydrides: detections of NHD and ND$_2$
虽然氨是一个丰富的分子，通常观察到对致密的星际介质，它还没有确定其主要的形成途径是从气相离子分子反应或颗粒表面的氢添加吸附氮原子。氘分馏可用作限制形成机制的工具。在致密的星际介质中经常观察到高丰度的氘代分子，氘代分子与主要同位素体之间的比率相对于元素D/H比率提高了几个数量级。在氨的情况下，其三重氘代同位素体的检测暗示高丰度的氘代中间氮自由基，ND，NHD和ND $_2$。然而，到目前为止，在星际介质中只探测到ND。在本文中，限制氨的形成，我们的目的是确定NHD/NH $_2$和ND $_2$ /NHD丰度比，并比较它们与纯气相和颗粒表面化学模型的预测。我们搜寻了NHD和ND $_2$向0级原恒星IRAS 16293 -2422的基本转动跃迁，而NH、NH $_2$和ND向IRAS 16293 -2422的基本转动跃迁先前已被探测到。NHD和ND $_2$均在朝向源的吸收中被检测到。NH $_2$：NHD：ND $_2$的相对丰度比接近8：4：1。这些比率可以通过我们的气相化学模型在2 - 3倍内再现。从颗粒表面化学预期的统计比也与我们的数据相一致。对ND $_2$中邻位与对位比的进一步研究，无论是理论上还是观察上，都可能为更好地理解氮氢化物化学带来新的限制。
2020-09-25 astro-ph.GA
On the robustness of the ammonia thermometer
氨转化线经常被用作探测稠密ISM中的物理条件。前两个准亚稳（转动）能级之间的激发温度是气体动力学温度的一个很好的探针。然而，这种氨温度计的校准取决于与H2的碰撞速率的准确性。在这里，我们提出了新的碰撞率ortho-NH3和para-NH3碰撞para-H2（J=0），我们调查这些新的速率对氨的激发的影响。散射计算采用一种新的、高精度的势能面，在耦合簇CCSD（T）水平上用基组外推法计算。获得了J <= 3的氨能级的所有跃迁的速率和5-100 K范围内的动力学温度。我们发现，氨温度计的校准曲线-它涉及到所观察到的激发温度之间的前两个准亚稳态水平的气体动力学温度-不改变显着，当使用这些新的速率。因此，氨温度计的校准似乎是稳健的。新速率对反转和旋转反转跃迁的激发温度的影响也很小。
2009-06-24 astro-ph.GA
New Maser Emission from Nonmetastable Ammonia in NGC 7538. IV. Coincident Masers in Adjacent States of Para-ammonia
我们首次在NGC 7538中检测到仲氨脉泽：对14 NH3（J，K）=（10，8）和（9，8）线进行了多个时期的观察。我们在（10，8）和（9，8）跃迁中探测到热吸收和非热辐射，在（11，8）跃迁中没有脉泽。观测到（9，8）脉泽的强度在六个月内增加了40%。利用0.25 ″合成光束的干涉观测，我们发现（10，8）和（9，8）脉泽起源于IRS1附近的同一天区。在强有力的证据表明（10，8）和（9，8）脉泽产生于同一体积的基础上，我们讨论了泵浦模型在同时激发具有相同K值和连续J值的非亚稳（J> K）仲氨态中的应用，并给出了能量范围从E/k_B~200 K到2000 K的转动态热吸收的探测结果。在高能状态下有几次未检测到。特别是，我们描述的人口在8个相邻的旋转状态，K = 6，包括两个脉泽过渡，以及邻氨泵模型的影响。一个现有的环模型的分子气体的环境中的IRS 1已被应用到脉泽的各种脉泽物种的同意与模型。历史和新的干涉观测15NH3（3，3）脉泽在该地区表明旋进的旋转环面的速度相当于连续发射为基础的模型的区域。我们讨论了诊断脉泽激发态和确定分子环境几何形状的干涉观测的一般必要性。
2014-01-01 astro-ph.GA
First detection of doubly deuterated methyl acetylene (CHD2CCH and CH2DCCD)
我们报告的第一次检测在空间的两个双氘同位素的甲基乙炔。CHD 2CCH和CH 2DCCD这两种物质在L483致密核中分别通过使用IRAM 30米望远镜在72-116 GHz范围内的9条和8条旋转谱线被确认。这里观察到的天文频率与在29-47 GHz范围内测量的文献中的实验室频率相结合，以获得两种同位素的更准确的光谱参数。我们推导出CHD 2CCH和CH 2DCCD的光束平均柱密度分别为（2.7 +/- 0.5）e12 cm-2和（2.2 +/- 0.4）e12 cm-2，这转化为丰度比CH 3CCH/CHD 2CCH = 34 +/- 10和CH 3CCH/CH 2DCCD = 42 +/- 13。甲基乙炔的双氘同位素体的丰度仅比单氘同位素体低几倍，具体地说，比CH 3CCD低约2.4倍。相对于CH 3CCH的不同氘代同位素体的丰度合理占气相化学模型，其中氘代发生从前体离子C3 H6 D+和C3 H5 D+，当分子氢的邻-对位比是足够低。这表明气相化学反应，而不是颗粒表面过程，负责形成和氘分馏的CH 3CCH在L483。在L483中观察到的丰度比CH 2DCCH/CH 3CCD = 3.0 +/- 0.9和CHD 2CCH/CH 2DCCD = 1.25 +/- 0.37分别与统计学预期值3和1一致，其中CHD 2CCH与CH 2DCCD相比略微过量可由化学模型很好地解释。
2021-04-09 astro-ph.GA
Torsional-rotational spectrum of doubly-deuterated dimethyl ether (CH$_3$OCHD$_2$) -- First ALMA detection in the interstellar medium
在2013年，我们发表了第一个旋转分析和探测单氘代二甲醚在太阳型原恒星IRAS 16293 - 2422与IRAM 30米望远镜。二甲醚是恒星形成区最丰富的复杂有机分子之一，其D/H（D/H）比值对于了解其化学性质和追溯其来源历史非常重要。我们提出了双氘代二甲醚（甲氧基-d2-甲烷，1，1-二氘代甲基醚）在其地面振动状态的基础上，一个有效的哈密顿与内部转子的非对称转子分子的第一个分析。该分析覆盖了0.15 - 1.5THz的频率范围。该物种的实验室旋转光谱在150和1500 GHz之间用里尔的亚毫米光谱仪测量。天文探测，我们使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的观测从原恒星干涉测线调查，PILS。新的一组光谱参数已确定的最小二乘拟合与ERHAM代码的对称和不对称构象。至于单氘物质，这些参数允许通过在0级原恒星IRAS 16293 - 2422的B组分附近的检测在空间中首次识别双氘二甲醚的两种构象。
2021-06-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
Hyperfine collisional excitation of ammonia by molecular hydrogen
本文首次用重耦合方法计算了氨与氢分子碰撞的超精细激发速率系数，发现其与统计方法结果差异显著，并通过辐射传输模拟展示了新系数对谱线强度的影响。
2023-09-04 astro-ph.GA physics.chem-ph
Terahertz spectroscopy and global analysis of the rotational spectrum of doubly deuterated Amidogen radical ND$_{2}$
星际介质中分子的氘化机制仍有争议。在几个天文来源的氘轴承物种的观测代表了一个强大的工具，以提高我们的星际化学的理解。天体物理学上有趣的Amidogen自由基的双氘形式可能是太空探测的目标。在这项工作中，旋转光谱的ND $_{2}$自由基在其地面振动和电子$X^{2}B_{1}$状态之间的588和1131 GHz的频率调制毫米/亚毫米波光谱仪进行了研究。通过放电ND $_{3}$和Ar的混合物，在自由空间玻璃吸收池中产生ND $_{2}$。测量了64个新的跃迁频率，$J$值从2到5，$K_{a}$值从0到4。一个全球性的分析，包括所有以前的无场纯旋转数据已被执行，允许一个非常大数量的光谱参数的更精确的测定。精确的预测旋转跃迁频率的ND $_{2}$现在可以从几GHz到几太赫兹。
2017-12-01 astro-ph.GA
Unveiling Sources of Heating in the Vicinity of the Orion BN/KL Hot Core as Traced by Highly Excited Inversion Transitions of Ammonia
利用扩展的甚大阵列，我们以亚角秒的角分辨率在猎户座BN/KL热核附近绘制了氨的七个亚稳反转跃迁：（J，K）=（6，6）到（12，12）。这种发射来自基态以上高达1500 K的水平，使得能够识别负责加热该区域的源。我们使用这个多过渡数据集来分别产生邻位和对位物种的旋转/动力学温度和氨的柱密度的图像，并逐个位置。我们发现转动温度和柱密度分别在160-490 K和（1-4）x10^17 cm^-2的范围内。我们的空间分辨率图像显示，最高（柱状）密度和最热的气体位于源I东南部的东北-西南细长脊中。我们还测量了氨的邻-对位比，估计在0.9-1.6的范围内变化。增强ortho相对于para和偏移热氨排放峰值从已知的（原）恒星源提供的证据表明，氨分子已被释放到气相尘埃颗粒通过冲击波的通道，而不是由恒星辐射。我们建议，源I的自行和其低速流出冲击预先存在的稠密介质的综合效应是负责氨的激发和猎户座热核。最后，我们发现了第一次缓慢（5公里/秒）和紧凑（1000 AU）流出到IRc 7的证据。
2011-06-21 astro-ph.GA astro-ph.SR
Monte Carlo simulation to investigate the formation of molecular hydrogen and its deuterated forms
$H_2$是最丰富的星际物种。其氘代形式（$HD$和$D_2$）也非常丰富。这些分子的巨大丰度可以通过考虑星际尘埃上发生的化学反应来解释。速率方程法因其简单易行而被广泛用于研究颗粒表面物种的形成。然而，由于任何表面物种形成的复合效率严重依赖于各种物理和化学参数，Monte Carlo方法将是最适合于处理过程的随机性的方法。我们用蒙特卡罗模拟研究星际冰上$H_2$、$HD$和$D_2$的形成。表面物种的吸附能是星际尘埃上任何物种形成的关键输入，但氘代物种的结合能尚未确定。在模拟星际尘埃的化学性质时，氢化和氘代物质之间存在零点能校正。根据一些早期的研究，我们考虑了不同的吸附能来研究这些物种在不同的物理环境中的形成。正如预期的那样，这两种方法（速率方程法和蒙特卡罗方法）的显着差异，观察到这些简单的分子在星际冰的生产。我们引入两个因子，即$S_f$和$β$来解释这些差异：$S_f$是一个比例因子，它可以用来关联率方程和蒙特卡罗方法之间的差异。$β$因子表示各种情况下的形成效率。较高的$β$值表示较低的生产效率。我们发现，$β$增加，从气相到晶粒相的吸积率的降低。
2015-04-24 astro-ph.GA
L1157-B1: Water and ammonia as diagnostics of shock temperature
作为HIFI CHESS调查（Ceccarelli等人，2010年）的一部分，我们使用一个新的代码将气体-颗粒化学模型与参数冲击模型相结合，研究了水和氨向L1157-B1团块扩散的轮廓的起源和性质。来自无偏调查的第一批结果（Lefloch等，2010，Codella等，2010）揭示了在B1弓形激波结构中共存的不同激发条件下的不同分子成分，NH $_3$、H $_2$ CO和CH $_3$ OH仅在相对低的流出速度下发射，而H $_2$ O在高速度下显示出明亮的发射。我们的模型表明，这些差异是纯粹的化学和可以解释的C型冲击的存在，其最高温度必须接近4000 K沿B1块。
2011-09-27 astro-ph.GA
The submillimeter spectrum of deuterated glycolaldehydes
乙醇醛是一种与糖有关的星际前生物分子，最近在两个恒星形成区域Sgr B2（N）和G31.41+0.31中被发现。这种新物种的发现增加了在星际介质（ISM）中检测到的复杂有机分子的列表，并为太空中存在的化学复杂性增加了另一个层次。此外，这种有机分子很重要，因为它与生命的起源直接相关。多年来，天文学家一直在努力了解ISM中这种高化学复杂性的起源。对氘化的研究可能会提供重要的线索。在此背景下，我们在实验室中测量了氘代乙醇醛同位素体的光谱：三个单氘代的（CH_2 OD-CHO，CHDOH-CHO和CH_2 OH-CDO）和一个二氘代衍生物（CHDOH-CDO）在基态振动状态。以前关于乙醇醛的D-同位素体的实验室工作被限制在低于26 GHz。我们使用了一个固态亚毫米波光谱仪在里尔与孤立线的精度优于30 kHz，以获得新的光谱数据之间的150和630 GHz，并采用ASFIT和SPCAT程序进行分析。我们测量了大约900个新的线为每个同位素体，并确定光谱参数。这允许在高达850 GHz的ALMA范围内进行准确预测。这种处理满足了第一次天体物理学研究的需要，为此我们提供了一套适当的预测。
2012-03-05 astro-ph.GA
Herschel/HIFI observations of the circumstellar ammonia lines in IRC+10216
Herschel获得了新的高分辨率远红外（FIR）观测结果，其中包括IRC+10216的邻位和对位NH3跃迁，目的是确定氨的丰度并限制IRC+10216包络中NH3的分布。我们使用Herschel上的远红外外差仪器（HIFI）观察到J=3水平的所有旋转跃迁（三条正NH3线和六条对位NH3线）。我们进行了非LTE多级辐射转移建模，包括通过振动跃迁的近红外（NIR）辐射泵浦的影响。我们发现，近红外泵浦是理解NH3的旋转能级的激发的关键重要性。推导出的NH3相对于分子氢的丰度对于邻位NH3为（2.8+-0.5 x10 ^{-8}），对于对位NH3为（3.2^{+0.7}_{-0.6}）x10^{-8}，与1的邻位/对位比一致。这些值是在一个粗略的协议与丰度来自反转过渡，以及与总丰度的NH3推断从MIR吸收线。为了解释观测到的旋转转变，氨必须在靠近中心恒星的半径处形成，该半径接近风加速区域的末端，但不大于大约20个恒星半径（1 sigma置信水平）。
2016-06-06 astro-ph.GA astro-ph.SR
Interstellar detection of c-C3D2
我们报告了c-C3 D2的第一次星际探测。用IRAM 30米望远镜在无星核TMC- 1C和L1544中探测到了双氘代亚环丙烯（一种卡宾）。在两个光源中，在3 mm处都观察到了该物种的J（Ka，Kc）= 3（0，3）-2（1，2），3（1，3）-2（0，2）和2（2，1）-1（1，0）跃迁。在3（0，3）-2（1，2）和3（1，3）-2（0，2）线中发现了预期的1：2强度比，分别属于对位和邻位物种。我们还观察到了主要物种c-C3 H2、单氘代c-C3 HD和偏离分子主轴一个13 C的物种c-H13 CC 2 H的谱线。已经观察到c-C3 D2的谱线具有高的信噪比，在TMC-1C中优于7.5 σ，在L1544中优于9 σ。在TMC-1C和L-1544中，双氘代亚环丙烯的丰度分别为（0.4 - 0.8）%和（1.2 - 2.1）%。这个小的烃环的氘分析与全面的气体颗粒模型，第一个包括双氘物种。所观察到的c-C3 D2的丰度可以完全由气相过程来解释，这支持了c-C3 H2是气相氘化的良好指示剂的观点。
2013-05-08 astro-ph.GA astro-ph.SR
Formation of different isotopomers of chloronium in the interstellar medium
本论文的主要目的是探索在星际介质中及其周围发现H2 Cl+（氯离子）的两种氘代同位素的可能性。氯离子的存在最近已经被赫歇尔空间天文台的远红外外差仪器（Neufeld等人，2012年）。它在银河系的六个来源观察到对氯鎓。其氘代同位素异构体（HDCl+和D2Cl+）的存在至今尚未在文献中讨论。我们发现这些氘代气相离子可以被各种离子分子反应、离解复合（DR）和宇宙射线（CR）破坏。用参数化轨线理论计算了离子-分子（极性）反应速率，用Langevin理论计算了离子-分子（非极性）反应速率。对于DR和CR诱导的反应，我们采用两个表现良好的速率公式。我们还将这些速率系数纳入到我们的大型气体颗粒化学网络中，以研究冷密云外缘周围这些物种的化学演化。为了研究氯离子及其两种氘代同位素的光谱性质，我们进行了量子化学模拟。我们采用二阶Moller-Plesset微扰理论（MP2）和四重zeta关联一致（aug-cc-pVQZ）基组计算了这些物种的基态性质。使用相同水平的理论计算了这些物种的红外和电子吸收光谱。MP2/aug-cc-pVQZ水平的理论被用来报告这些气相物种的不同光谱常数。这些光谱常数是必不可少的，以预测这些物种的转动转变。我们预测的D2Cl^+、HDCl^+的柱密度以及光谱信息可能使它们在未来能够在冷暗云的外缘附近被识别出来。
2014-01-10 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Cygnus Allscale Survey of Chemistry and Dynamical Environments: CASCADE III. The large scale distribution of DCO+, DNC and DCN in the DR21 filament
本文基于CASCADE项目，研究天鹅座-X区域DR21纤维状结构中DCO+、DNC和DCN的大尺度分布，发现三者形态差异显著，氘代比值与尘埃温度及N(H2)呈反相关，且DCN与DNC同位素体比值可作为动力学气体温度示踪剂。
2024-06-13 astro-ph.GA
