Chemistry as a diagnostic of prestellar core geometry
我们提出了一种新的方法来评估的内在的三维形状的星前核的分子柱密度。我们采用了流体动力学模拟的收缩,等温核心考虑三个内在的几何形状:球形,圆柱形/非线性和盘状。我们已经将我们的流体动力学模拟与非平衡化学相结合。我们发现,a)当观察到核非常细长(即纵横比$\le$ 0.15)时,可以通过它们的2D分子发射图来探测固有的3D几何形状,因为这些在圆柱形和盘状核之间表现出显著的定性形态差异。具体地说,如果一个盘状的核心被观察到作为一个辅助对象的尘埃排放,那么它将被观察到作为两个平行的细丝在$\rm{N_2H^{+}}$ ; b)核心具有较高的纵横比(即0.15 $\sim$ 0.9),我们定义了一个度量$Δ$,量化是否分子柱密度分布是中央峰值,凹陷或平坦。我们已经鉴定出一种分子($\rm{CN}$),其中$Δ$作为纵横比的函数探测核心的3D几何形状;以及c)对于具有几乎圆形突出部的芯部,(即对于纵横比$\sim$ 1),我们已经鉴定了三种分子($\rm{OH}$,$\rm{CO}$和$\rm{H_2CO}$),其可用于通过仔细检查其分子柱密度径向分布来探测固有的3D形状。我们改变的温度和宇宙射线电离率,并证明我们的方法是强大的对参数的选择。
2016-02-09 astro-ph.GA astro-ph.SR
The initial magnetic criticality of prestellar cores
对星前核心的磁场强度的直接观测测量通常会发现超临界质量-通量比,这表明磁场不足以阻止引力坍缩。这些测量遭受显着的不确定性;另一种方法是利用星前化学对进化历史的敏感性,并间接限制磁支持的程度。我们结合非理想的星前核的磁流体动力学模拟与时间相关的化学和辐射转移建模,在几个常见的观察到的分子线的模型核心的合成观测。我们发现,强烈受冻结的分子,如CS和HCN,通常有低得多的线强度磁亚临界模型相比,超临界的,由于较长的崩溃时间尺度。亚临界模型也产生更窄的线为所有物种的调查。考虑到一系列的核心属性,年龄和视角,我们发现,超临界模型是无法重现CS和N $_2$ H $^+$线强度和宽度的分布观察样品中看到的,而亚临界模型与现有的数据吻合得很好。这表明,尽管目前有超临界的质量流量比,星前核心的形式作为磁次临界对象。
2022-07-25 astro-ph.GA astro-ph.SR
The ALMA Survey of 70 $μ\rm m$ Dark High-mass Clumps in Early Stages (ASHES). VII: Chemistry of Embedded Dense Cores
我们提出了一个化学研究对294致密的核心,在12个分子团,使用的数据从ALMA调查的70 $μ\rm m$黑暗的高质量团在早期阶段(ASHES)。我们确定了97个原恒星核心和197个星前核心候选人的基础上检测流出和分子跃迁的高上能级($E_{u}/k > 45$ K)。N $_{2}$ D $^{+}$向原恒星核发射的探测率为38%,高于星前核的9%,表明N $_{2}$ D $^{+}$并不完全追踪星前核。星前核和原星核中DCO $^{+}$的检出率分别为35%和49%,均高于N $_{2}$ D $^{+}$的检出率,说明无论是星前核还是原星核,DCO $^{+}$的检出率都高于N $_{2}$ D $^{+}$. N $_{2}$ D $^{+}$和DCO $^{+}$丰度从星前阶段到原恒星阶段都呈下降趋势。DCN、C $_{2}$ D和$^{13}$ CS发射线在早期演化阶段的致密核中很少见到。H $_{2}$ CO向致密核发射的检测率为52%,比CH $_{3}$ OH的检测率(17%)高3倍。此外,H $_{2}$ CO的探测率、丰度、谱线强度和谱线宽度随着地核演化状态的增加而增加,表明H $_{2}$ CO谱线发射对原恒星活动敏感.
2022-09-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
Formation of Complex Organic Molecules in Prestellar Cores: The Role of Non-Diffusive Grain Chemistry
本研究用MONACO模型模拟前恒星核L1544,首次同时再现多种含氧复杂有机分子的气相和冰相丰度,揭示非扩散颗粒化学及化学解吸的关键作用。
2025-07-10 astro-ph.GA
Chemical Variation among Protostellar Cores: Dependence on Prestellar Core Conditions
热科里诺化学和暖碳链化学(WCCC)是由恒星形成核心中的气体-颗粒相互作用驱动的:在冰幔中形成复杂有机分子(COMs)的自由基-自由基重组反应,CH $_4$和COMs的升华,以及随后的气相反应。这些化学特征预计将取决于冰地幔的组成,这是设置在星前阶段。我们计算了气体颗粒化学反应网络,考虑了成星核中的层状冰幔结构,以研究热科里诺化学和WCCC如何依赖于引力坍缩开始之前的静态相的物理条件。我们发现,温度越低,静止相的消光越低,静止相的时间越长,WCCC越活跃。热可里诺化学对静止相条件的依赖性更为复杂。虽然CH $_3$ OH在较暖的静态相模式中的丰度较低,但由于COMs的形成途径不同,因此在这些暖的静态相模式中,一些COMs有效地形成。如果视觉消光较低,则光解使COM在静态阶段不太丰富。然而,一旦崩溃开始,视觉消光增加,COM可以有效地形成。静态阶段的持续时间不会在很大程度上影响COM丰度。原型热corino和混合源之间的化学多样性,其中COMs和碳链都相当丰富,可以解释星前条件的变化。然而,在我们的模型中,很难再现原型WCCC源中的气体COMs的不足。
2020-06-21 astro-ph.GA astro-ph.SR
Cyanopolyyne chemistry in the L1544 prestellar core: new insights from GBT observations
我们报告了一个全面的研究原型星前核心L1544的氰基多炔化学。100米Robert C.在伯德绿岸望远镜(GBT)上观测到HC $_3$ N的3条发射线、HC $_5$ N的9条发射线、HC $_7$ N的5条发射线和HC $_9$ N的9条发射线。第一次检测到HC $_9$ N朝向源。高光谱分辨率($\sim$ 0.05公里秒$^{-1}$)揭示了双峰谱线轮廓与红移峰的3-5倍更明亮。在其他分子示踪剂的核心解决地图表明,南部地区是红移。因此,大部分的氰基聚炔发射可能与核心的南部区域有关,在那里自由碳原子可以形成长链,这要归功于星际场辐射的更有效照射。我们同时进行HC $_5$ N、HC $_7$ N和HC $_9$ N线的建模,以研究发射的起源。为了进行这种分析,我们对碰撞系数进行了新的计算。同时拟合表明气体动力学温度为5- 12 K,源尺寸为80 $\arcsec$,气体密度大于100 cm $^{-3}$。在L1544中测得的HC $_5$ N:HC $_7$ N:HC $_9$ N丰度比约为1:6:4。我们将我们的观测结果与研究充分的无星核心TMC-1以及不同恒星形成区域的现有测量结果进行了比较。比较表明,一个复杂的碳链化学是活跃的其他来源,它是有关的游离气态碳的存在。最后,我们根据新的观测结果讨论了可能的形成和破坏途径。
2023-02-02 astro-ph.GA astro-ph.SR
A search for co-evolving ion and neutral gas species in prestellar molecular cloud cores
离子和中性分子谱线轮廓的线宽比较最近被用来估计湍流恒星形成区的磁场强度。然而,这些研究中使用的离子(HCO+)和中性(HCN)物质可能不一定在每个尺度和密度下共同进化,因此可能不会追踪相同的区域。在这里,我们使用耦合化学/动力学模型的演变包括非平衡化学,有和没有磁场的星前分子云核心,研究的空间分布的HCO+和HCN,这已被用于观测光谱线宽差异。此外,我们寻找新的离子中性对,这些对是这样的观测的良好候选者,因为它们具有相似的演化,并且在我们的模型中近似是共空间的。我们确定了三个这样的好的候选对:HCO+/NO,HCO+/CO和NO+/NO。
2012-09-25 astro-ph.GA
First map of D$_2$H$^+$ emission revealing the true centre of a prestellar core: further insights into deuterium chemistry
本研究通过绘制前恒星核IRAS 16293E的首张para-D$_2$H$^+$完整辐射图,结合ortho-H$_2$D$^+$数据揭示其真实中心与高演化状态,发现氘丰度比超现有模型预测,对氘化学模型提出质疑。
2024-09-16 astro-ph.GA
Abundance of HOCO+ and CO2 in the outer layers of the L1544 prestellar core
作为ASAI IRAM大型计划的一部分,在3 mm处观察到了L1544星前核。这些观察导致了许多复杂分子的检测。在这封信中,我们报告了两条线的检测,在85.5 GHz(4,0,4 - 3,0,3)和106.9 GHz(5,0,5 - 4,0,4),分别质子化的二氧化碳离子,HOCO+。我们还报告了DOCO+在100.4 GHz(5,0,5 - 4,0,4)处的谱线的初步探测。检测到的线的非LTE分析表明,HOCO+发射起源于外层,其中先前已观察到其他物种的非热解吸。其丰度为(5 +/- 2)e-11。参与HOCO+的形成和破坏的化学建模提供了2 e-7的气态CO2丰度(相对于H2),上限为2 e-6。
2016-05-26 astro-ph.GA
Chemical modeling of the L1498 and L1517B prestellar cores: CO and HCO+ depletion
星前核表现出强烈的化学分化,这主要是由于分子冻结到颗粒表面上造成的。理解这种化学结构是很重要的,因为分子线经常被用作探针来限制核心的物理性质。在这里,我们提出了新的观测和分析的C18O(1 - 0)和H13CO+(1 - 0)线发射的L1498和L1517 B星前核心,位于金牛座-御夫座分子复合体。我们用一个详细的化学网络和一个辐射转移代码来模拟这些观测结果。我们的模型成功地再现了化学年龄为10^5年的C18O(1 - 0)发射。另一方面,观察到的H13CO+(1 - 0),只有当宇宙射线解吸二次光子被包括在内,如果晶粒已经长大到一个更大的尺寸比平均ISM晶粒在核心内部。这种晶粒生长与这两个天体中检测到的红外散射光("coreshine")一致,并被发现将核心内部的CO丰度增加了约四倍。根据我们的模型,CO在核心中心被消耗了大约2 - 3个数量级。
2013-09-19 astro-ph.GA
From Prestellar to Protostellar Cores II. Time Dependence and Deuterium Fractionation
我们调查的分子演化和D/H丰度比,发展作为恒星形成的收益从致密云核心的原恒星核心,通过求解气体颗粒反应网络应用到1-D辐射流体动力学模型与下落流体包裹。气体和冰地幔物种的空间分布计算在第一个核心阶段,并在一个原恒星诞生后的时间。气相甲醇和甲烷比CO更丰富的半径$r\lesssim 100$ AU在第一个核心阶段,但随着时间的推移逐渐减少,而更大的有机物种的丰度增加。当复杂的有机分子有效地形成时,对于在后期阶段落入的那些流体包裹来说,预热阶段的寿命更长。不饱和碳链的形成(热碳链化学)在后期也更有效;与CH $_4$反应形成碳链的C $^+$随着包膜密度的降低而增加。大的有机分子和碳链是强烈的氘代,主要是由于高的D/H比在母体分子,确定在冷相。我们还扩展了我们的模型,简单地模拟化学拱盘,通过暂停1-D的流体包裹在恒定的磁盘半径的下降。物种CH $_3$ OCH $_3$和HCOOCH $_3$的丰度增加在$10^4-10^5$年在固定的温暖的温度;两者也有很高的D/H比。
2012-10-16 astro-ph.GA
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
Sulphur-bearing molecule survey towards prestellar and starless cores in the Perseus molecular cloud
RIKEN Cluster for Pioneering Research(RIKEN 前沿研究集群);National Radio Astronomy Observatory(国家射电天文台);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);University of Virginia(弗吉尼亚大学);University of Arizona(亚利桑那大学);Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA(天体生物学中心(CAB),西班牙国家科学技术研究委员会-国家航空航天技术研究所);Observatorio Astronómico Nacional (OAN)(国家天文观测台)
针对英仙座分子云15个原恒星核与无恒星核,利用耶韦斯40米望远镜开展4种含硫分子巡天,揭示其丰度与核体积密度的关联,为早期恒星形成的硫化学模型提供观测基线。
2026-10-14 astro-ph.GA
Multilayer modeling of porous grain surface chemistry I. The GRAINOBLE model
冰水的地幔,与CO,H2CO和CH3OH混合,在所谓的星前核心阶段形成。此外,自由基也被认为是在颗粒表面形成的,并在后来的原恒星演化的升温阶段反应形成复杂的有机分子。我们的目的是研究形成的粮食地幔在星前核心阶段和丰富的H2CO,CH3OH,和自由基被困在他们。我们开发了一个宏观统计多层模型,该模型遵循随时间形成的颗粒地幔,并且包括可能增加被困在地幔中的自由基数量的两种效应:i)在地幔形成的每个时间,只有表面层是化学活性的,而不是整个主体,以及ii)颗粒的多孔结构允许捕获反应性颗粒。该模型考虑了H、O和CO形成的中性物质(例如水、CO、甲醛和甲醇)以及几个自由基的网络。我们运行了一个大型网格模型来研究地幔多层性质和颗粒多孔结构的影响。此外,我们还探讨了其他关键参数的不确定性对地幔成分的影响。我们的模型预测相对较大丰度的自由基。此外,多层的方法使得它有可能遵循的化学分异内的粮食地幔,表明地幔是远远不是均匀的。例如,甲醇主要存在于地幔的外层,而CO和其他活性物质则被困在内层。整个地幔的组成取决于星前核的密度和年龄,以及一些微观参数。与观测结果的比较使我们能够限制一些参数的值,并提供一些指示的物理条件在冰的形成。
2011-12-01 astro-ph.GA
Inventories of Rich Carbon-Chain Chemistry in Prestellar and Starless Cores in the Perseus Molecular Cloud
University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);National Radio Astronomy Observatory(美国国家射电天文台);RIKEN Cluster for Pioneering Research(理化学研究所先导研究集群);Steward Observatory, University of Arizona(亚利桑那大学斯图尔德天文台);Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA(天体生物学中心,西班牙科学研究中心-国家航空航天技术研究所)
本研究通过耶韦斯40米望远镜观测英仙座15个原恒星核与无恒星核,探测到多种碳链分子及同位素体,揭示其碳链化学丰富性,为研究碳链储库的演化及后续对行星系统的贡献提供了依据。
2026-09-21 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
An efficient method for determining the chemical evolution of gravitationally collapsing prestellar cores
我们开发的星前核的密度演化的解析近似,流体动力学模拟的结果的基础上。我们使用这些近似值作为随时间变化的气体颗粒化学代码的输入,以研究不同的崩溃模式对核心中分子丰度的影响。我们确认,我们的方法可以提供合理的协议与流体力学和化学的精确数值解,同时显着降低计算成本,允许运行一个大网格的模型变化的多个输入参数。我们目前的结果使用这种方法来说明化学是如何影响的,不仅通过崩溃模型,但也通过大量的未知的物理和化学参数。最初的重力不稳定的模型预测类似的丰度,尽管不同的密度和崩溃的时间尺度,而双极扩散产生更广泛的内部耗尽区,这是没有看到星前核心的观测。尽管各种输入参数的值是未知的,但分子观测能够区分塌陷模式。我们还研究了双极扩散时间尺度的演变范围内的崩溃模式,金属丰度和宇宙射线电离率,发现它仍然可比或大于崩溃的时间尺度在初始阶段,我们考虑的所有模型,但在后来的演变阶段变得更小。这证实了双极扩散是扩散气体的一个重要过程,但随着核心塌陷到更高的密度而变得不那么重要。
2018-06-05 astro-ph.GA astro-ph.SR
Stratified NH and ND emission in the prestellar core 16293E in L1689N
在星前冷核和年轻原恒星周围的包层中通常发现氘的高度分馏。由于氘化学给化学模型带来了很强的限制,因此常被用来推断地核历史或分子形成途径。虽然有大量的观测资料是关于星际氘稳定分子,相对较少的氢化物自由基的氘化所知,因为它们的基本旋转跃迁是在高频率,大气中大多是不透明的。氮氢化物自由基是氮化学中的重要物种,因为它们被认为与氨的形成有关。观察表明氨是强氘代的,[NH 2D]/[NH3]约为10%。模型预测类似的高[ND]/[NH]比率,但到目前为止,只有一个观测确定这个比率是可用的,对原恒星IRAS 16293 -2422的信封。为了测试模型的预测,我们在这里的目的是确定[ND]/[NH]在一个密集的,无星的核心。我们观察了NH和ND在16293 E与Herschel空间天文台上的HIFI光谱仪作为CHESS保证时间键计划的一部分,并推导出这两个物种的丰度使用非LTE非本地辐射转移模型。NH和ND都在源中被检测到,ND在发射中,NH在吸收中对冷尘埃发射产生的连续谱。然而,我们的模型表明,ND发射和NH吸收来自云的不同层,进一步证明了它们的不同速度。在核心的中心区域,我们可以将[ND]/[NH]比的下限设定为~ 2%。这一估计与最近的氮化学纯气相模型是一致的
2015-12-08 astro-ph.GA astro-ph.SR
The chemistry of planet-forming regions is not interstellar
红外线和亚毫米波技术的进步使得人们能够对原行星盘的行星形成区域的分子含量进行详细的观测。特别是,围绕太阳型恒星的圆盘现在有越来越多的分子库存,可以直接与星前化学和早期太阳星云的推断进行比较。这些数据直接解决了一个老问题,即行星形成物质的化学性质是否与致密云和原恒星包层的化学性质相似或不同。这个问题的答案可能会对行星系的结构和组成产生深远的影响。实际的挑战是,从圆盘上观测到的发射谱线并不容易转化为化学浓度。在这里,我们提出了一个二维辐射转移模型的RNO 90,一个经典的原行星盘周围的太阳质量的恒星,并检索的浓度占主导地位的分子载体的碳,氧和氮在地球区域周围1 AU。我们比较我们的研究结果的化学库存稠密的云和原恒星信封,并认为,内部磁盘化学是,正如预期的那样,从星前化学根本不同。我们发现,最清楚的判别可能是CO $_2$,这是非常低的磁盘,但最丰富的成分之一,致密的云和原恒星信封的浓度。
2014-06-05 astro-ph.EP astro-ph.GA
Differences in chemical evolution between isolated and embedded prestellar cores
星前核心的模型通常假设核心与其环境隔离-核心边界外的物质在随后的演化中不起作用。这不太可能是现实中的情况,其中核心位于分层子结构的分子云中。我们调查的动力学和化学演化的星前核心,建模为Bonnor-Ebert球体,并表明,周围介质的密度有很大的影响,所产生的化学性质的核心。嵌入在高密度,低温环境中的模型,大大提高了丰度的几个分子,如CO和CS,与模型相比,更扩散的环境,对应于相对孤立的核心。分子谱线的预测强度和轮廓形状也受到影响。环境介质的密度对化学演化的影响比堆芯是否处于初始平衡状态更大。这表明,在对星前核心的化学进行建模时,不能忽视环境的影响;这些模型的结果对核心周围环境的假设高度敏感。
2022-11-22 astro-ph.GA astro-ph.SR
Species cycling and the enhancement of ammonia in prestellar cores
在星前核的颗粒表面产生的NH3的数量被认为是恒星诞生后期化学复杂性的决定因素之一。为了研究这个数量可能会受到影响的气体颗粒循环的分子物质内的云,我们采用了修改后的利率气体颗粒化学代码,并遵循随时间变化的化学NH3系统的演变。我们的模型采用了最新版本的UDfA网络的反应速率系数,解吸从晶粒通过标准的热和非热过程,物理吸附和化学吸附结合原子和分子氢的碳质和硅质颗粒的人口。我们发现1.)当N原子通过有效的早期烃化学从CN衍生时,在我们的模型的早期气相中可以存在可观察到的NH3丰度,2.)在我们的模型中,不同物种类别之间的观测一致性存在时间依赖性梯度,与TMC-1氰基多炔峰内可能的物理亚结构一致,以及3.)气态和固态NH3的丰度对系统内气体-颗粒循环的存在敏感。我们的研究结果表明,在云的化学演化的后期阶段实现的化学复杂性的程度确实是由气体颗粒循环发生的方式的影响。
2020-11-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
Science with an ngVLA: Deuteration in starless and prestellar cores
在致密的无星核和原恒星核中,氘代物质相对于非氘代物质的相对丰度可以比当地的星际介质大几个数量级。这种增强通过气相和尘埃颗粒中的多个途径进行,其中化学物质强烈依赖于物理条件。在本章中,我们将讨论如何灵敏,高分辨率的观测与氘分子发射的ngVLA将跟踪致密气体结构和运动学的紧凑的物理尺度上跟踪恒星形成的核心和年轻的原恒星和拱星吸积区的后续形成的引力坍缩。同时,这种观测将在追踪恒星和行星形成各个阶段的化学历史方面发挥关键作用。许多关键氘代物质的低J跃迁,以及它们的未氘代对应物,位于60-110 GHz频率窗口内,其低端在很大程度上是现有设施和仪器无法获得的。只有ngVLA提供的灵敏度和角分辨率相结合,将使对恒星形成最早阶段的物理和化学的研究无与伦比。
2018-10-16 astro-ph.GA astro-ph.IM
Formation of Glycerol through Hydrogenation of CO ice under Prestellar Core Conditions
观测研究表明,复杂有机分子(COMs)可以在与不同恒星形成阶段相关的各种物体中找到。星前核中COMs的识别,即,在冷环境中,可以排除热诱导的化学反应,并且辐射分解受到宇宙射线和宇宙射线诱导的UV光子的限制,这一阶段特别重要,因为该阶段建立了最终演化恒星和行星的初始化学成分。最近的实验室研究结果表明,分子复杂的乙醇醛和乙二醇有效地形成在冰冷的尘埃颗粒之间的吸积H原子和CO分子,一个过程,占主导地位的表面化学过程中的“CO冻结阶段”在致密的核心之间的非高能原子加成反应。在本研究中,我们证明了一个类似的机制导致形成的生物相关分子甘油-HOCH 2CH(OH)CH 2 OH-一个三碳轴承糖醇必要的现代活细胞和细胞器的膜的形成。我们的实验结果是完全一致的建议的反应方案,其中甘油形成沿链的自由基和自由基分子之间的相互作用的各种反应性中间体产生的CO冰或其氢化产物的氢化。本文还讨论了化学上有关的单糖甘油醛HOCH_2CH(OH)CHO的初步鉴定。这些新的实验室发现表明,所提出的反应机制具有形成更复杂的糖醇和单糖的潜力。
2017-05-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
Probing the ion-neutral drift velocity towards the L1544 prestellar core: Detection of ambipolar diffusion using N$_2$D$^+$ and para-NH$_2$D
Institute for Advanced Study, Kyushu University(九州大学高等研究院);Department of Earth and Planetary Sciences, Faculty of Science, Kyushu University(九州大学理学部地球行星科学系);National Astronomical Observatory of Japan(日本国立天文台);Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik(马克斯·普朗克地外物理研究所);Kaghoshima University(鹿儿岛大学);Faculty of Science and Engineering, Kyushu Sangyo University(九州产业大学理工学部);Institut de Radioastronomie Millimétrique (IRAM)(毫米波射电天文学研究所)
本研究通过观测L1544原恒星核心中的N₂D⁺离子和para-NH₂D中性物种,探测离子-中性粒子的漂移速度差异,从而检测偶极扩散现象,并探讨尘埃颗粒生长对偶极电阻和密集核心动态演化的影响。
2026-05-21 astro-ph.GA
Can we observe the ion-neutral drift velocity in prestellar cores?
由于分子云的电离率很低,双极扩散被认为是恒星形成的一个完整过程。然而,化学和辐射转移效应,观测的挑战,以及事实上,离子中性漂移速度本质上是非常小的呈现一个明确的双极扩散的检测非常不平凡。在这里,我们研究了离子中性漂移速度在一套化学动力学,非理想磁流体动力学(MHD),二维轴对称模拟的星前核,我们改变温度,宇宙射线电离率,视觉消光,质量流量比,和化学演变。随后,我们进行了一些非本地热力学平衡(非LTE)辐射传输计算,考虑各种理想化和非理想化的情况下,以评估哪个因素(化学,辐射转移和/或观测困难)是最具挑战性的,以克服我们的努力,以检测离子中性漂移速度。我们发现,温度具有显着的影响,在最冷的模拟核心(T = 6 K)表现出漂移速度的幅度的漂移速度与声速。与预期相反,我们发现,在理想化的情况下(两个物种是完美的化学共同进化)的漂移速度"生存”的辐射转移效应,并在原则上可以观察到。然而,我们发现,观测的挑战和化学效应可以显着阻碍我们的观点的离子中性漂移速度。最后,我们建议,$\rm{HCN}$和$\rm{HCNH^+}$,是化学共同发展,可用于未来的观测研究,旨在测量离子中性漂移速度。
2023-03-16 astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemical differentiation in a prestellar core traces non-uniform illumination
致密云核由于含碳和含氮分子的不同分布而呈现化学分异,后者受冻结到尘埃颗粒上的影响较小。在这封信中,我们表明,两个含C的分子,CH $_3$ OH和$c$ -C $_3$ H $_2$,呈现出明显不同(互补)的形态,同时显示出相同的运动学朝向星前核心L1544。将它们的分布与大尺度H $_2$柱密度N(H $_2$)图,我们发现这两种分子追踪L1544周围不同的环境条件:$c$ -C $_3$ H $_2$分布在靠近地核南部的地方达到峰值,在那里周围的分子云具有N(H $_2$)锐边,而CH $_3$ OH主要追踪核心的北部,其中N(H $_2$)呈现较浅的尾部。我们的结论是,这是由来自星际辐射场的不同照射量驱动的化学分化的证据:在南方,光化学将更多的C原子保持在气相中,从而允许碳链(如$c$ -C $_3$ H $_2$)的产生;在北方,C主要被锁定在CO中,甲醇跟踪CO开始显著冻结的区域。在云收缩的过程中,不同的气体和冰的成分预计会向核心的中心区域混合,在那里将形成一个潜在的太阳型系统。还提供了恒星形成区域碳链化学的另一种观点。
2016-07-12 astro-ph.GA
Using Scattered Near-Infrared Light to Map Water Ice in Prestellar Cores with SPHEREx
University of California Berkeley(加州大学伯克利分校);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik(马克斯·普朗克地外物理学研究所)
该研究利用SPHEREx光谱绘制四个原恒星核的水冰图,通过核辉光构建冰吸收图,分析冰吸收情况。虽模型无法解释最致密核中心吸收降低现象,但证明核辉光光谱可追踪冰密度和成分,是探测致密核中冰的新手段。
2026-10-28 astro-ph.GA
The Chemistry of Interstellar OH+, H2O+, and H3O+: Inferring the Cosmic Ray Ionization Rates from Observations of Molecular Ions
我们的模型生产的OH+,H2O+,和H3 O+在星际云,使用稳态光解区域代码,处理冻结出的气体物种,粮食表面化学,和解吸的冰从粮食。该代码包括多环芳烃,这对化学有重要影响。这三种离子的丰度一般都有两个峰,一个峰在A_V<~1,另一个峰在A_V~3-8,其精确值取决于入射紫外线通量与气体密度的比值。当远紫外辐射通量相对较低时(χ<~ 1000; χ= 1=本地星际值),OH+和H2O+的柱标度大致为宇宙线初级电离率(crp)除以氢核密度n。H3 O+柱由第二个峰主导,我们表明,如果存在多环芳烃,N(H3 O+)~ 4x 10 ^{13} cm^{-2}与NH3(crp)或n无关。如果在第二峰处没有多环芳烃或非常小的颗粒,则只有在低电离势金属被严重耗尽时,N(H3 O+)才能达到这样的柱。我们还模拟了星际介质中的漫射云和半透明云,并说明了如何利用N(OH+)/N(H)和N(OH+)/N(H2O+)的观测值来估计它们中的N(crp)/n、χ/n和A_V。我们将我们的模型与赫歇尔对这两种离子的观测结果进行了比较,并估算出W 49 N方向弥漫前景云的δ(crp)约为4-6 x 10^-16(n/100 cm^-3)s^-1,χ/n = 0.03 cm ^-3。
2012-05-29 astro-ph.GA
CCH in prestellar cores
我们研究星前核中CCH的丰度,既因为它在化学中的作用,也因为它是磁场的潜在探针。我们还考虑了CCH的N=1-0和N=2-1跃迁的非LTE行为,并改进了目前CCH光谱常数的估计。我们使用IRAM 30 m射电望远镜绘制了CCH向星前核L1498和CB 246的N=1-0和N=2-1跃迁。对CB 246,我们还绘制了1.3mm尘埃发射、N_2H ~+的J=1-0跃迁和C_(18)O的J=2-1跃迁。我们用蒙特卡罗辐射转移程序分析了L1498的CCH观测。我们推导了CCH柱密度的分布,并与由沙尘排放推断的H2柱密度进行了比较。我们发现,虽然存在N=1-0和N=2-1线的不同分量的非LTE强度比,但它们的重要性较小,并且不妨碍基于LTE分析的CCH列密度确定。此外,我们的Monte-Carlo计算与观测的比较表明,非LTE偏差可以定性地理解。对于L1498,我们的观测结果与蒙特卡罗程序相结合,暗示了一个半径为9 x 10^{16} cm的CCH耗尽空穴,与其他含C物质的发现相似。我们简要讨论了所观察到的CCH丰度分布的意义。最后,我们使用我们的观测结果来提供CCH(1-0)线的所有六个分量和CCH(2-1)的七个分量的剩余频率的改进估计。基于这些结果,我们计算改进的光谱常数CCH。我们还简要讨论了利用CCH测量磁场强度的前景。
2009-08-08 astro-ph.GA
Multilayer formation and evaporation of deuterated ices in prestellar and protostellar cores
十年来,在星前核和低质量原恒星中观察到了几种分子的极大氘化。对低质量原恒星进行的新观测表明,水在温暖的内部气体中比在寒冷的外部包层中呈现出较低的氘化。我们耦合的气体颗粒天体化学模型与一维模型的坍缩核心,以正确地遵循星际冰的形成和氘化,以及随后的蒸发在低质量的原恒星信封的目的是解释其氘化的时空演变。天体化学模型遵循的形成和蒸发的冰与多层的方法,还包括一个国家的最先进的氘代化学网络,考虑到自旋状态的H $_2$和轻离子。由于星际冰的形成缓慢,因此它们的化学性质是不均匀的,并且显示出它们的氘分馏向表面增加。冰中氘化的分化诱导了原恒星包层中氘化的演化。温暖的内部区域是贫氘的,因为它包括整个分子含量的冰,而氘预测在寒冷的外部信封规模与高度氘化的表面的冰。我们能够重现原恒星信封内观察到的水氘代的演变,但我们仍然无法预测观察到的甲醛和甲醇超高氘代。最后,这项研究的扩展到氘化的复杂有机物(COM),重要的前生物化学,显示出良好的协议与观察,这表明我们可以使用的氘化追溯其机制和它们的时刻的形成。
2014-05-13 astro-ph.GA
Cosmic-ray heating of molecular cloud cores
宇宙射线是星际介质的一个重要热源,特别是在致密的分子云核中,这些分子云核被屏蔽在外部紫外辐射场之外。通过测量致密云中的气体温度而对宇宙射线电离率施加的限制不受基于分子丰度分析的传统方法的不确定性的影响。然而,需要高分辨率的数据来确定足够精确的空间温度分布在星前核。在这篇文章中,我们详细说明的情况下,充分研究的星前核心L1544,表明它的热结构和化学成分是一致的宇宙射线电离率$\sim 10^{-17}$ ~s $^{-1}$,显着小于测量值的扩散星际介质。我们也简要地讨论了这种方法在其他星系分子云中的可能应用
2015-02-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemical analysis of prestellar cores in Ophiuchus yields short timescales and rapid collapse
类似太阳的恒星是由寒冷而稠密的星际云收缩而形成的。然而,崩溃是如何进行的,以及驱动它的主要物理过程是什么,仍在争论中,关于这一过程的时间尺度尚未达成最终共识。这种收缩是缓慢进行的,由强磁场和双极扩散维持,还是由重力主导的快速坍缩驱动的?回答这个问题的一种方法是通过基于观测的统计方法或通过可靠的化学计时器来测量星前核的年龄,这应该更好地反映核的物理条件。在这里,我们报告的APEX观测ortho-H $_2$ D $^+$和para-D $_2$ H $^+$ 6个核心的蛇夫座复杂的,并将它们与详细的三维磁流体动力学模拟,包括化学,提供了一系列的年龄为观察到的核心高达200千年。我们的模拟结果和随后的分析提供了一个很好的匹配与观测结果的物理(核心质量和体积密度)和动力学参数,如马赫数和维里参数。我们表明,模型的快速崩溃成功地再现了所观察到的范围内的化学丰度比的时间尺度达到所观察到的阶段是可比的动态时间的核心(即自由落体时间)和远短于双极扩散时间,从模拟中的电子分数测量。为了证实这一比率可以用来区分不同的恒星形成情景,应该探索更大的(统计相关的)恒星形成核心样本。
2021-06-17 astro-ph.GA
Chemical and physical characterization of collapsing low-mass prestellar dense cores
第一个流体静力核心,也被称为第一个拉森核心,是低质量恒星形成的第一步之一,正如理论所预测的那样。随着最近和未来的高性能望远镜,这些第一阶段的细节变得容易获得,观测可能会证实理论,甚至给理论家带来新的挑战。在这种情况下,我们研究从理论的角度来看,直到第一个拉森核心的形成的星前核心的崩溃的化学和物理演化,为了更好地描述这个早期阶段的恒星形成过程。我们耦合一个国家的最先进的流体动力学模型与完整的气体颗粒化学,使用不同的假设上的磁场强度和方向。我们提取每个坍缩核心的不同成分(即,中心核、外流、盘、假盘和包层),以突出其特定的物理和化学特征。每种成分通常都有一个特定的物理历史,以及一个特定的化学演变。从一些物种中,可以清楚地区分出这些成分。不同的核心模型也可以在化学上区分。我们的模拟表明,一些化学物质作为塌陷星前致密核心的不同组成部分的示踪剂,并作为核心的磁场特征的示踪剂。从这个结果中,我们确定了有希望的关键化学物种进行观察。
2016-03-08 astro-ph.GA astro-ph.SR
New Bistable Solutions in Molecular Cloud Chemistry: Nitrogen and Carbon Autocatalysis
本研究在稠密星际云的氮和碳化学中发现新双稳态解,明确相关自催化过程及He⁺的作用,分析其天文适用性,指出气相星际化学中存在多种自催化过程。
2023-04-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
A low cosmic-ray ionisation rate in the prestellar core Ophiuchus/H-MM1. Mapping of the molecular ions ortho-H2D+, N2H+, and DCO+
本研究通过APEX望远镜测绘前恒星核H-MM1的三种分子离子谱线,结合化学模型测定其宇宙射线电离率处于较低水平,为稠密云团的宇宙射线电离率测量提供了新方法。
2024-05-30 astro-ph.GA
Molecular analysis of a high-mass prestellar core candidate in W43-MM1
寻找低质量星前核的高质量类似物来约束高质量恒星形成的模型。最近在大质量恒星形成区W 43-MM 1发现了几个处于不同演化阶段的高质量核心,其中一个是星前高质量核心候选者。我们的目标是研究这个大质量星前核心候选者(称为W 43-MM 1核心#6)及其环境中的化学物质。利用W 43-MM 1的ALMA高空间分辨率数据,我们研究了核心#6和邻近的大质量原恒星核心#3的分子含量,该核心的大小和质量与核心#6相似。我们首先使用基于每个像素上的强度的密度分布的方法减去连续发射。然后,从检测到的分子的分布,我们确定了以星前核心候选者(核心#6)为中心的分子,以及与外流和细丝形成有关的冲击相关的分子。然后,我们限制了柱密度和温度的分子检测到的两个核心。虽然核心#3似乎包含一个温度约为190 K的热核心,但核心#6似乎具有从旋转图分析的20 K至90 K范围内的较低温度。我们已经考虑了6号核的不同源大小,并将探测到的分子丰度与不同星际源的核进行了比较,结果表明,6号核与大小为1000 au、含$T = 20-90$ K的核或大小为500 au、含$T \sim 80$ K的核是相容的。W 43-MM 1的核心#6仍然是最好的高质量星前核心候选者之一,即使我们不能排除它是在高质量恒星形成的原恒星阶段的开始。
2019-05-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
The cosmic ray ionization rate from H3+ observations can be overestimated due to neglect of time-dependent chemistry
Kavli Institute for Theoretical Physics, University of California, Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校卡弗里理论物理研究所);New Mexico Consortium(新墨西哥联盟);Department of Astronomy, University of Wisconsin–Madison(威斯康星大学麦迪逊分校天文学系);Department of Physics, University of Texas at El Paso(德克萨斯大学埃尔帕索分校物理学系);Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics(马克斯·普朗克地外物理学研究所)
通过三维磁流体动力学模拟与耦合化学,发现基于稳态假设从H3+观测推断的宇宙线电离率比真实值高约2-5倍,中位数约为3倍,并报告了考虑时间相关化学后的平均电离率。
2026-07-14 astro-ph.GA
Supernova enhanced cosmic ray ionization and induced chemistry in a molecular cloud of W51C
宇宙射线遍布银河系,并被认为在超新星冲击中被加速。宇宙射线与致密星际物质的相互作用有两个重要效应:1)高能(>1 GeV)质子通过π0介子衰变产生γ射线; 2)低能(< 1 GeV)宇宙射线(质子和电子)轰击气体。我们在这里提出了新的观测到的分子云接近W51 C超新星遗迹和最近发现的TeV γ射线源。我们的观测结果表明,云电离度高度增强,这意味着宇宙线电离率~ 10-15 s-1,即100倍以上的分子云的标准值。这与云是由新加速的低能量宇宙射线的增强通量照射的想法一致。此外,观测到的高宇宙射线电离率导致云的化学成分不稳定,这使得云的大部分(Av \geq 6等)中的电子分数保持在高水平,约为10-5,而内部的电子分数较低,约为10-7。这两种状态在文献中被预测为高电离阶段和低电离阶段(HIP和LIP)。这是它们同时存在于云中的观测证据。
2011-08-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
The ortho-to-para ratio of water in interstellar clouds
利用格勒诺布尔大学阿尔卑斯天体化学网络(UGAN)研究星际水的核自旋化学。这个网络包括涉及碳、氮、氧和硫的不同核自旋态的反应,以及它们的氘代形式。核自旋选择规则在涉及多达7个质子的反应的加扰假设中实现。计算了星前核引力坍缩早期和暗分子云稳态条件下气相水和水离子(H $_2$ O $^+$和H $_3$ O $^+$)的丰度和邻对比(OPR)。该模型结合了冻结的分子对粮食,简单的粮食表面化学和宇宙射线诱导和直接解吸的冰。预测的OPR值与热力学值和统计值都有很大的偏差,并且在低于$\sim $ 30 K时与温度无关。H $_2$ O的OPR值在1.5和2.6之间,这取决于H $_2$的自旋状态,与半透明云中消光系数相对较高的值吻合得很好。在星前核坍缩计算中,H $_2$ O的OPR在严重亏损区($n_{\rm H}> 10^7$ ~cm $^{-3}$)达到统计值3。我们的结论是,低水OPR($\lesssim 2.5$)是一致的气相离子中性化学,并反映了与OPR(H $_2)\lesssim 1$的气体。最后讨论了在原行星盘和彗星中的OPR测量。
2022-01-06 astro-ph.GA
Combined model for $\rm ^{15}N$, $\rm ^{13}C$, and spin-state chemistry in molecular clouds
本文提出一个耦合碳氮同位素与自旋态化学的气体-尘埃模型,应用于前恒星核零维模拟,发现同位素比随时间显著变化且存在空间梯度,需详细模拟以正确解释观测。
2023-10-17 astro-ph.GA
Deep Search for Phosphine in a Prestellar Core
本文利用ALMA对前恒星核L1544进行磷化氢深度观测,未探测到PH3,据此将挥发性磷丰度上限限制为5×10⁻⁹,表明大部分磷以难熔形式存在,并暗示难熔磷向挥发性磷的转化可能发生在从前太阳核心到原太阳盘的过程中。
2024-06-10 astro-ph.GA
Ionization fraction and the enhanced sulfur chemistry in Barnard 1
Barnard B1 b是从化学和动力学的角度来看最有趣的球状体之一。它呈现出丰富的分子化学,其特征在于大量的氘代和复杂的分子。此外,它还拥有一个非常年轻的0级天体和一个第一流体静力核心(FHSC)的候选天体。我们的目标是确定这个极其年轻的恒星形成区的宇宙射线电离率和耗尽因子。作为IRAM大型计划ASAI的一部分,我们使用Pico Veleta(西班牙)的IRAM 30米望远镜对Barnard 1b进行了光谱调查。这提供了一个非常完整的库存中性和离子C-,N-和S-轴承物种,据我们所知,第一次安全检测的氘离子DCS+和DOCO+。我们使用了最先进的伪时间依赖的气相化学模型来确定宇宙射线电离率和损耗因子的值。观察数据与3E-17 s $^{-1}$和1 E-16 s $^{-1}$之间的$ζ_{H_2}$拟合良好。据估计,C和O的元素消耗约为10,N约为1,S约为25。巴纳德B1 b提出了类似的碳和O的消耗比那些在前恒星核心测量。硫的消耗高于C和O,但不像冷堆芯那样极端。事实上,它类似于在一些双极流出,热芯和光子主导的区域中发现的值。几个方案进行了讨论,以占这些特殊的丰度。我们建议,这是初始条件(重要的外流和增强的紫外线领域的环境)和快速崩溃(~0.1万年),允许保持最S-和N-轴承物种在气相中的大光学深度的后果。与B1 b-S相关的致密外流与周围物质的相互作用也可以增加含S分子的丰…
2016-05-27 astro-ph.GA
The impact of attenuation on cosmic-ray chemistry: I. Abundances and chemical calibrators in molecular clouds
Chalmers University of Technology(查尔姆斯理工大学);Indian Institute of Science Education and Research Kolkata(印度科学教育研究所加尔各答分校);University of Duisburg-Essen(杜伊斯堡-埃森大学);University of Virginia(弗吉尼亚大学)
本文研究宇宙射线对分子云化学的影响,通过模拟密集分子云中的气体相化学模型,探讨宇宙射线离子化率对重要化学示踪物丰度和气体温度变化的影响,并提供改进的电子分数估算和紫外屏蔽区域的理论校准。
2026-01-16 astro-ph.GA
Laboratory Photo-chemistry of PAHs: Ionization versus Fragmentation
星际多环芳烃(PAHs)有望被真空紫外光子强烈加工。本文报道了在8- 40 eV的同步辐射下,对晕苯(C_(24)H_(12))、卵苯(C_(32)H_(14))和六-正-六苯并晕苯(HBC; C_(42)H_(18))阳离子的电离和碎裂的实验研究。结果表明,对于小的PAH阳离子,如晕苯,破碎(H-损失)比电离更重要。然而,随着尺寸的增加,电离变得越来越重要,并且对于HBC阳离子,电离占主导地位。这些结果进行了讨论,得出的结论是,对于大的多环芳烃,碎片只有当光子能量已达到最高的电离电位访问变得重要。这意味着多环芳烃的光稳定性比以前认为的更高。简要讨论了该实验研究对多环芳烃在星际介质中光化学演化的意义。
2015-05-04 astro-ph.GA astro-ph.IM physics.chem-ph
Mapping Synthetic Observations to Prestellar Core Models: An Interpretable Machine Learning Approach
本研究提出一种可解释机器学习方法,将前恒星核合成光谱映射到模型物理性质,利用神经网络模拟和SHAP识别关键相关性,并评估观测信息保留程度。
2025-02-11 astro-ph.GA astro-ph.IM
The Astrochemical Impact of Cosmic Rays in Protoclusters I: Molecular Cloud Chemistry
我们提出了天体化学光解离区模型,其中宇宙射线衰减已完全耦合到气体的化学演化。我们模拟的天体化学影响的宇宙射线,包括那些加速的原恒星吸积冲击,分子云托管原星团。我们的模型与嵌入的原恒星再现观察到的电离率。我们研究了不同表面宇宙线谱和不同恒星形成效率的模型中宇宙线衰减对离子的影响。我们发现丰度,特别是离子,对宇宙射线的处理很敏感。我们表明,离子的柱密度下预测的“经典”治疗的宇宙射线的数量级。我们还测试了两种常见的化学近似用于推断电离率。我们的结论是,H $_3^+$丰度的基础上的近似预测电离率下,除了在宇宙射线占主导地位的化学区域。我们的模型表明,致密气体中的化学物质将受到电离率增加的显著影响,导致NH $_3$等分子减少,并导致富含H $_2$的气体变得[C II]明亮。
2019-05-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
It Remains a Cage: Ionization Tolerance of C60 Fullerene in Planetary Nebulae
我们证明,通过结合两个强大的理论量子化学计算技术,逐步电离C60富勒烯的紫外线和极端紫外光子原则上可以发生高达q=+26之前的库仑爆炸的笼子。此外,这些高度电离的形式表现出与中性富勒烯相当的结构和键合稳定性。某些天体物理源,如行星状星云的中心恒星和最热的白矮星,具有足够硬的紫外辐射场,可以产生一系列高电荷的C60(q+)物质,从q=1到q=16。更恶劣的环境,如行星状星云、X射线双星和其他来源中的热X射线气泡,可能会进一步将电离推到q=+26的极限。这些卓越的理论发现为复杂的离子/分子反应、碎片化产物的化学性质以及碳在整个宇宙中的扩散增加了新的途径。C60富勒烯的所有可能状态对新兴的天体化学领域的影响可能是深远的。
2021-01-19 astro-ph.GA
Cosmic ray dissociation of molecular hydrogen and dense cloud chemistry
宇宙射线或X射线电离产生的次级电子对氢分子的离解作用在分子云致密部分的化学中起着至关重要的作用。本文研究了次级电子的平均动能对这一过程的影响。我们比较预测使用的范围内的次级电子能量和预测的横截面与UMIST数据库中的值。我们发现,预测的列密度变化近一个指数。
2020-10-31 astro-ph.GA
Visible-Light Photoionization of Aromatic Molecules in Water-Ice: Organic Chemistry across the Universe with Less Energy
气相有机分子如多环芳烃(PAH)的电离需要波长短于200 nm(~6-9 eV)的真空紫外光子。我们在这里提出的第一次,可见光光子-通过阳光-可以导致光电离的被困多环芳烃在低温水冰,占4.4 eV的电离能比气相。这一发现开辟了新的反应途径,包括在许多水和有机物共存的环境中的低能电离。这包括星际介质,分子云,原行星盘,行星表面和大气层(包括地球)。
2021-06-08 astro-ph.GA physics.chem-ph
Chemical exploration of Galactic cold cores
一个太阳型系统从一个初始的分子核心开始,随着它的进化,它获得了有机的复杂性。可以研究的所谓星前核非常罕见,这阻碍了我们对有机化学如何形成和发展的理解。目标。我们从冷核目录中选择了最好的星前核心目标,这些目标代表了其环境的多样性,以探索其化学复杂性:1390(在Lambda Ori的压缩壳层中),869(在MBM 12云中)和4149(在加利福尼亚星云中)。我们获得了光谱调查的IRAM 30米望远镜,以探索分子的复杂性的核心。我们进行了辐射转移分析检测到的过渡,以放置一些约束的物理条件的核心和分子柱密度。我们还使用了分子离子的调查,估计宇宙射线电离率和S/H初始元素丰度使用气相化学模型,以重现其丰度。我们发现在分子的复杂性(氘,复杂的有机分子,硫,碳链和离子),并比较它们的化学性质与一个冷的核心和两个星前的核心有很大的差异。我们在三个核心中发现的化学多样性似乎与它们的化学演化有关:其中两个是星前(1390和4149),一个是早期(869)。环境的影响可能是有限的,因为冷核与周围环境有很强的屏蔽。高消光防止星际紫外线辐射深入核心。因此,需要对核心进行更高空间分辨率的观测,以限制核心的物理结构,以及更大规模的分子离子分布,以了解环境对其分子复杂性的影响。
2022-02-04 astro-ph.GA
Are Stellar Embryos in Perseus Radio-Synchrotron Emitters? Statistical data analysis with Herschel and LOFAR paving the way for the SKA
本研究首次统计分析英仙座分子云恒星胚胎的射电同步辐射,用LOFAR探测未发现显著信号,给出磁场强度上限并预测SKA-Low未来可更灵敏探测,为理解宇宙线与恒星形成关系提供依据。
2024-11-29 astro-ph.GA
The complex chemistry of hot cores in Sagittarius B2(N): Influence of cosmic-ray ionization and thermal history
随着在星际介质中检测到的复杂有机分子(COM)的数量增加,对这些物质的形成途径进行有意义的限制变得非常重要。分子云SgrB 2(N)是恒星形成早期的几个热分子核心的宿主,在那里检测到气相中的各种COMs。由于SgrB 2(N)暴露在银河系中心区域的极端条件下,因此它是研究环境条件对COMs产生影响的最佳目标之一。我们的主要目标是表征SgrB 2(N)源的物理化学演化,以解释它们的化学差异并限制它们的环境条件。SgrB 2(N)的热核N2、N3、N4和N5的化学成分是通过模拟从ALMA执行的EMoCA成像谱线调查中提取的它们的3 mm发射光谱而导出的。我们推导出的密度分布的包络线的来源的基础上计算的质量从ALMA尘埃连续发射图。我们使用辐射转移程序RADMC-3D计算温度分布的基础上的COM转动温度从人口图。我们使用已发表的高质量恒星形成的三维RMHD模拟结果来估计源属性的时间演化。我们采用的化学代码MAGICKAL计算时间依赖的化学丰度的来源,并调查物理性质和环境条件如何影响生产的COM。我们发现,宇宙射线电离率为7 e-16 s-1的化学模型最好地再现了对SgrB 2(N2-N5)观察到的10个COM相对于甲醇的丰度。我们还表明,COM仍然有效地形成在星前阶段的最低尘埃温度高达15 K的尘埃颗粒,但最低温度高于25 K被排除在外。
2019-06-11 astro-ph.GA
Variation of the Core Lifetime and Fragmentation Scale in Molecular Clouds as an Indication of Ambipolar Diffusion
双极扩散可能在弱电离分子云致密核的形成和演化中起着关键作用。线性分析表明,即使是轻度超临界质量流量比的云的演化时间和碎片尺度显着大于水动力(牛仔裤)的值。我们利用值的碎片尺度和增长时间,对应于典型的电离分数内的分子云,并适用于上下文的观测估计寿命的星前核心,以及所观察到的数量,这样的嵌入式核心形成在一个父集群。通过改变一个单一的参数,质量流量比,在观测测量的密度范围内,我们适合的估计星前核心寿命的范围($\sim 0.1$几百万年)确定与赫歇尔以及嵌入核心的数量在英仙座测量与亚毫米阵列(SMA)的父集群形成。我们的模型表明,星前核形成的跨临界质量-通量比和较高的密度对应于较高的质量-通量比,但归一化的质量-通量比$μ$保持在范围$1 \lesssim μ\lesssim 2$。我们的最佳拟合模型表现出$B \propto n^{0.43}$的星前核心,由于部分磁通冻结作为双极扩散的结果。
2021-04-20 astro-ph.GA astro-ph.SR
Extended emission of D2H+ in a prestellar core
背景:近年来,H2 D+和D2 H+分子作为冷的和贫化的致密分子云核的探针受到了极大的关注。这些离子是分子氘分馏的基础,这是在恒星形成区域观察到的一个共同特征。H2 D+现在被常规地观察到,但是寻找其同位素体D2 H+仍然是困难的,因为其基对位跃迁的频率很高(692 GHz)。目的:我们观察了冷星前核中H2 D+和D2 H+的分子跃迁,以表征氘化学的根源。研究方法:由于APEX望远镜上灵敏的多像素CHAMP+接收器满足了所需的优良天气条件,我们不仅成功地探测到位于L1688云中的H-MM 1星前核中的D2 H+,而且还获得了有关其发射空间范围的信息。我们还在同一来源中检测到372 GHz的H2 D+。我们使用非LTE辐射转移代码和最先进的自旋相关化学模型分析这些检测。结果:这是首次在太空中安全检测到D2 H+。此外,发射在CHAMP+阵列的几个像素上延伸,即在至少40“的尺度上,对应于~ 4800 AU。我们推导出列密度的顺序为1 E12 - 1 E13 cm-2的LTE近似中的两个分子取决于假设的温度,和高达两个数量级更高的基础上的非LTE分析。结论:我们的模型表明,在核心中心的CO消耗水平必须非常高(>10,甚至>100,如果核心的温度约为10 K),与其他核心中直接测量的CO消耗水平相矛盾。观察H2 D+空间分布和直接测量H-MM 1中的CO消耗对于确认目前研究氘基础的化学模…
2010-09-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
Organic chemistry of low-mass star-forming cores I: 7 mm spectroscopy of Chamaeleon MMS1
观测的发射线从有机分子在32 - 50 GHz的频率在Chamaeleon MMS 1附近。这个化学成分丰富的致密云核拥有一个非常年轻,非常低光度的原恒星物体,是候选的第一个流体静力学核心。列密度推导和排放图的物种,包括多炔,氰基多炔,硫化碳链和甲醇。多炔的发射峰距离原恒星约5000 AU,而甲醇的发射峰距离原恒星约15,000 AU。在望远镜光束上求平均值,计算出氢分子数密度为10^6 cm^-3,气体动力学温度在5 ~ 7 K范围内。长碳链的丰度非常大,表明碳化学不平衡; C6 H和HC 7 N柱密度为5.9(+2.9 -1.3)\times 10^11 cm^-2和3.3(+8.0 -1.5)\times 10^12 cm^-2,这与已知的大多数富含碳链的原恒星和星前核心中的值相似,并且对于恒星形成气体来说异常大。得到了碳链阴离子C4 H-和C6 H-的柱密度上限,阴离子与中性离子的比值[C4 H-]/[C4 H] < 0.02%,[C6 H-]/[C6 H] <10%,与以前在星际云和低质量原恒星中的观测结果一致。检测到氘代HC 3 N和c-C3 H2。[DC 3 N]/[HC 3 N]的比值约为4%,与通常在冷星际气体中发现的值一致。
2011-09-19 astro-ph.GA