Dynamics, CO depletion, and deuterium fractionation of the dense condensations within the fragmented prestellar core Orion B9-SMM 6
我们目前的APEX观测C17 O(2-1),N2 H+(3-2),和N2 D+(3-2)对亚碎片内部的星前核心SMM 6在猎户座B 9。我们将这些谱线数据与我们以前的SABOCA 350 μm尘埃连续谱图相结合。亚碎片的特征是亚音速内部非热运动(σNT~0.5cs),它们中的大多数似乎是引力束缚的。N_2H ~+速度质心在凝聚体之间的分散度很低(0.02 km/s)。我们推导出的CO消耗因子fD=0.8+/-0.4至3.6+/-1.5,并不表明任何显著的CO冻结,但这可能是由于我们采用的典型CO丰度。N2 H+和N2 D+相对于H2的丰度分数分别为~0.9-2.3x10^-9和~4.9-9.9x10^-10。N2 H+的氘分馏或N2 D +/N2 H+柱密度比在0.30+/-0.07-0.43 +/-0.09的范围内。在SMM 6内部检测到的子结构很可能是圆柱形琼斯型引力碎片的结果。我们估计这种碎裂的时间尺度约为1.8x10^5年。在局部的引力坍缩膨胀之前,凝聚体不太可能相互作用并合并。此外,显着的质量增长的凝聚通过竞争性的吸积从母核似乎是不可行的。在冷凝的分子氘的高水平表明,气相CO应强烈耗尽。它还指向化学进化的高级阶段。因此,SMM 6的子碎片可能接近引力坍缩的开始,但它们是否能形成原恒星或亚恒星物体(褐矮星)取决于当地的恒星形成效率,仍有待澄清。
2013-05-10 astro-ph.GA
Chemical nitrogen fractionation in dense molecular clouds
含氮分子在不同的天文环境中,如在星际介质或在太阳系中,显示出不同的同位素分馏水平。星际化学模型无法在冷分子云中诱导氮分数,因为15 N的交换反应大多效率低下。在这里,我们开发了一个新的气体颗粒模型的氮分馏,包括一个彻底的搜索新的氮分馏反应和原子耗尽到星际尘埃粒子的现实描述。我们表明,虽然致密的分子云气相化学单独导致非常低的分馏,14 N原子优先耗尽的气相由于原子氮的质量依赖的晶粒表面粘附率。然而,假设一个基本的14 N/15 N比为441(等于太阳风值),我们的模型导致只有低的15 N富集的所有含N的物种在气相中合成的预测14 N/15 N比在360-400的范围内。较高的富集水平既不能用这种机制来解释,也不能通过化学来解释,有两种可能的解释。(I)局部ISM中的元素14 N/15 N比较小,正如Romano等人最近的工作所建议的那样,由于电子复合速率常数随同位素的变化而变化,假设15 NNH+和15 NNH+耗尽。(II)N2光解离导致扩散分子云中的可变氮分馏,其中光子起重要作用,这在致密分子云形成期间是保守的,如Furuya & Aikawa的工作所建议的。
2020-12-14 astro-ph.GA
Observations of nitrogen isotope fractionation in deeply embedded protostars
类地行星、彗星和陨石与太阳和木星相比,15 N含量显著富集。虽然太阳和木星的氮同位素比率被认为代表了原太阳星云的组成,但一个尚未确定的过程导致了固体中的15 N富集。已经提出了几种机制来解释这些变化,包括化学分馏。然而,限制分馏模型的观测结果很少。虽然有证据表明星前核中的15 N富集,但尚不清楚该特征如何演变成原恒星阶段。我们的目标是测量附近三颗嵌入式中低质量原恒星周围的14 N/15 N比值。HCN和HNC的同位素体用于探测14 N/15 N比率。用APEX望远镜观测到H13 CN、HC 15 N、HN 13 C和H15 NC跃迁。假设标准12 C/13 C比率,从积分强度导出14 N/15 N比率。利用辐射转移模型和超精细结构拟合验证了光学薄发射的假设。两个来源,IRAS 16293 A和R CrA IRS 7 B,显示15 N-富集的因素约1.5-2.5在HCN和HNC相对于太阳的组成。对于第三个来源,OMC-3 MMS 6,不能排除太阳成分。此外,有迹象表明,随着外壳温度的增加,14 N/15 N比值有增加的趋势。在两个0类源中发现的HCN和HNC中15 N丰度的增加(14 N/15 N为160-290)以及14 N/15 N比值随温度变化的趋势与化学分馏情景一致,但来自额外示踪剂的14 N/15 N比值对于检验模型是不可或缺的。空间分辨观测需要区分化学分馏和同位素选择性光…
2014-08-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
A chemical study of carbon fractionation in external galaxies
在星际介质中,碳以两种稳定同位素$^{12}$ C和$^{13}$ C的形式存在,它们的比值是星系核合成的一个很好的指标。然而,化学分馏可能会显着改变这一比例,事实上,在同一个星系内观察到的碳分馏已被发现因物种而异。在本文中,我们从理论上研究碳分馏选择丰富的含碳物种,以确定的条件下,可能会导致传播的$^{12}$ C/ $^{13}$ C比在外部星系。我们发现,碳分馏是敏感的,几乎所有的物理条件,我们调查,它强烈随时间变化的所有物种,但CO,并显示出明显的物种间的差异。最后,我们讨论了我们的理论结果的背景下,在本地和高红移星系的$^{12}$ C/ $^{13}$ C比的少数观测。
2020-08-12 astro-ph.GA
A tale of two isotopes: Spatial variation in HCN fractionation toward young cores
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik(马克斯·普朗克地外物理研究所);Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA(天体生物学中心(CAB),西班牙国家科学研究委员会-国家航空技术研究所);European Southern Observatory(欧洲南方天文台)
该研究通过观测与模拟分析年轻原核中HCN同位素的空间变化,发现其与H$_2$柱密度相关,源于$^{12}$C/$^{13}$C比变化,提醒需评估该比变化后才可采用双同位素法推导$^{14}$N/$^{15}$N比。
2026-07-30 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Ion-molecule reactions involving HCO$^+$ and N$_2$H$^+$: Isotopologue equilibria from new theoretical calculations and consequences for interstellar isotope fractionation
$Aims$:我们重新访问与新的增强精度的基本同位素交换反应的理论动力学参与的$^{12}$ C/ $^{13}$ C,$^{16}$ O/ $^{18}$ O,和$^{14}$ N/ $^{15}$ N平衡,因为这些反应已经被实验研究非常详细。$Methods$:电子结构方法被用来探索势能面,全维振转计算,计算振转能级的数值精确,和化学网络模型,以估计在星际条件下的丰度比。$Results$:HCO $^+$与CO反应的新的丰度,提供了与以前的理论值,特别是在低温下,显着不同的速率系数,导致新的丰度比相关的碳化学网络。具体而言,我们得到H $^{12}$ C $^{18}$ O $^+$丰度的减少和H $^{13}$ C $^{16}$ O $^+$和D $^{13}$ C $^{16}$ O $^+$丰度的增加。在所有研究的情况下,离子与中性可极化分子的反应通过中间质子结合的复合物进行,该复合物被发现是非常稳定的。对于复合物OCH $^+$. CO,OCH PDMATHAMV. OC,COHOC $^+$,N $_2$. HCO $^+$,N $_2$ H $^+$. OC,和NPDMATHABMW HN $_2^+$,我们还计算了振动频率和离解能。$Conclusions$:线性质子结合复合物具有相当大的偶极矩,这可能有助于它们的检测。
2014-04-22 astro-ph.GA physics.chem-ph
Depletion of heavy nitrogen in the cold gas of star-forming regions
我们使用气冰天体化学模拟研究了分子云形成和演化过程中的氮同位素分馏。我们发现,大量的气体可以成为贫化重氮(15 N),由于15 N富集冰的形成。在从氮原子到N2的化学转变附近,N15 N被选择性地光解,这导致15 N在氮原子中富集。当富含15 N的原子氮通过颗粒表面反应转化为氨冰时,大量气体中的15 N被耗尽。在散装气体中的15 N耗尽的水平可以高达两个元素的氮同位素比相比,取决于光解吸产率的氨冰的一个因素。一旦氮同位素在分子云中的气体和固体之间有差异地分配,它应该留在恒星形成的后期阶段(例如,星前核),只要氨冰的升华是无效的。我们的模型表明,在恒星形成区的冷气中,所有含氮分子都可以耗尽15 N,这至少在定性上与星前核L1544的观测结果一致。在我们的模型中,冰冷的物种显示15N和氘分馏。氘和15 N在冰幔内的分馏模式不同,反映了它们的分馏机制:氘的浓度从冰幔下层到上层几乎单调递增,而15 N的浓度在一定深度处达到最大值,并向表层递减。
2018-03-19 astro-ph.EP astro-ph.GA
Fractionation in young cores: Direct determinations of nitrogen and carbon fractionation in HCN
本研究通过IRAM 30m望远镜观测6个年轻核的HCN谱线,对比直接NLTE辐射转移建模与间接双同位素法的氮、碳分馏测定结果,发现间接法存在缺陷,直接法未观测到HCN氮分馏的恒星形成演化趋势。
2024-03-07 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Gas-grain model of carbon fractionation in dense molecular clouds
通过多次观测,冷分子云中的含碳分子显示出不同水平的同位素分馏。为了理解这种效应,我们开发了一个新的气体-颗粒化学模型,更新了13 C分馏反应(还包括15 N,18 O和34 S的相应反应)。对于致密云的典型化学年龄,我们的名义模型导致两个13 C水库:CO和来自CO的物种,主要是S-CO和S-CH 3OH,以及气相中的C3。名义模型导致C3,C-C3 H2和C2 H的强烈富集与观测结果相矛盾。当C3与氧原子反应时,各种观测和模拟之间的全球一致性相当好,显示了每个物种特有的可变13 C分馏水平。或者,氢原子反应导致C2 H、c-C3 H2和C2 S这两种非等效同位素体的显著相对13 C分馏效应。由于存在几种重要的分馏反应,一些含碳物质富集13 C,特别是CO,从而消耗气相中的原子13 C。这导致了在颗粒表面形成的CH 4中的13 C耗尽,这在太阳系中的CH 4中没有观察到,特别是在泰坦上。这似乎表明,在分子云的坍缩(导致原恒星盘的形成)和行星的形成之间存在着物质的转化。或者这意味着附着在颗粒上的原子碳与颗粒上已经存在的物质反应,产生非常少的CH 4。
2020-08-31 astro-ph.GA
Carbon Isotope Fractionation of Complex Organic Molecules in Star-Forming Cores
本研究利用气-粒化学网络模型探究了从前恒星核到原恒星核阶段复杂有机分子的碳同位素分馏,发现引入颗粒表面直接的C原子加成反应能缓解COMs的$^{13}$C贫化,从而更好地再现ALMA观测结果。
2024-06-26 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Nitrogen isotopic ratios in Barnard 1: a consistent study of the N2H+, NH3, CN, HCN and HNC isotopologues
今天在太阳系不同天体中测量到的15 N同位素丰度比被认为与原太阳星云中发生的15 N分馏效应有关。本研究的目的是把限制在星前阶段发生的15 N分馏的程度,通过观察D,13 C和15 N-取代的同位素对B1 b。在分析中考虑了来自氮氢化物家族的两种分子,即N2 H+和NH3,以及来自腈家族的两种分子,即HCN、HNC和CN。作为第一步,我们模拟连续发射,以获得云的物理结构,即气体温度和H2密度。这些参数随后被用作非局部辐射转移模型的输入,以推断各种分子的径向丰度分布。我们的模型表明,在包含B1-bS和B1-bN核心的区域中,所有分子都受到尘埃颗粒耗尽的影响。虽然高水平的氘分馏的衍生,我们得出结论,没有分馏发生在氮化学的情况下。与化学家族无关,分子丰度与14 N/15 N ~300一致,这是代表母体气体元素原子丰度的值。在B1 b区域15 N分馏效应的无效性可能与相对较高的气体温度有关,约17 K,这是云的最内部的代表。由于这一区域显示出耗尽到尘埃颗粒上的迹象,我们不能排除这些分子在B1 b历史的早期就富集了15 N的可能性,而且这种富集可能已经被纳入了冰盖。因此,有必要在较冷的源中重复这种研究,以测试这种可能性。
2013-09-23 astro-ph.GA
Carbon isotope chemistry in protoplanetary disks: Effects of C/O ratios
本文利用含同位素选择性光解离与交换反应的天体化学模型,揭示原行星盘C/O比对CO及HCN碳同位素分馏的影响,并解释TW Hya观测结果。
2024-04-02 astro-ph.EP astro-ph.GA
Carbon isotopic fractionation in molecular clouds
从理论的角度研究了碳分馏与时间相关的化学,包括同位素选择性光解离和低温同位素交换反应的不同模型。最近的化学模型预测,后者可能会导致耗尽的$^{13}$ C在腈轴承物种,与$^{12}$ C/ $^{13}$ C的比例高出两倍的元素丰度比68在当地ISM。由于碳同位素比值常用于双同位素法计算$^{14}$ N/ $^{15}$ N比值,因此详细研究碳分馏以避免错误的假设是很重要的。在这项工作中,我们实现了一个新的同位素交换反应的气体-颗粒化学模型,并研究了它们在稠密和冷分子气体的背景下的引入。特别是,我们研究了$^{12}$ C/ $^{13}$ C比率的HNC,HCN和CN使用网格模型,温度和密度范围从10到50 K和2 $\times$ 10 $^{3}$到2 $\times$ 10 $^{7}$ cm $^{-3}$,分别。我们提出了一个可能的$^{13}$ C交换通过$^{13}$ C + C $_{3}$ $\rightarrow$ $^{12}$ C + $^{13}$ CC $_{2}$反应,这不会导致稀释,而是在$^{13}$ C增强,从原子碳形成的分子。这种效果是有效的,在一个范围内的时间之间的CO的形成和其冻结的谷物。此外,我们表明,$^{12}$ C/ $^{13}$ C比率的腈预测是一个因素0.8-1.9不同的本地值为68大规模的恒星形成区。这一结果也影响了$…
2020-10-02 astro-ph.GA astro-ph.SR
Isotopomer-Specific Carbon Isotope Ratio of Complex Organic Molecules in Star-Forming Cores
National Astronomical Observatory of Japan(日本国立天文台);The Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI(综合研究大学院大学);RIKEN Cluster for Pioneering Research(理化学研究所前沿研究集群);The University of Tokyo(东京大学);Queen’s University Belfast(贝尔法斯特女王大学)
本研究通过构建新的天体化学反应网络,解析恒星形成核心中复杂有机分子的同位素omer特异性碳同位素比值,揭示其形成路径与环境。
2025-12-13 astro-ph.GA astro-ph.SR
Deuterium Fractionation in the Ophiuchus Molecular Cloud
目标。我们测量氘分数,RD,和CO-消耗因子,FD,对一些无星和原恒星的核心在L1688地区的蛇夫座分子云复杂和搜索的变化基于环境的差异在L1688。本文还讨论了N_2H ~+和N_2D ~+(1-0)线示踪的稠密气体的运动学性质。方法.通过对L1688不同区域的33个致密核中N2 H+和N2 D+的J=1-0跃迁的观测,测量了RD。fd估计已完成使用C17 O(1-0)和850微米粉尘连续排放的SCUBA调查。所有的线路观测都是用IRAM 30米天线进行的。结果致密的核心显示出大的(2-40%)氘分数,在L1688的子区域之间具有显著的变化。一氧化碳消耗系数也因区域而异(1-7)。两种不同的相关性之间的氘分数和CO-耗尽因子:核心在A,B2和I显示增加RD与FD增加,类似于以前的研究氘分数在星前核心;核心在B1,B1 B2,C,E,F和H显示一个陡峭的RD-FD相关性,与大氘分数发生在相当安静的气体与相对较低的CO冻出因子。这些可能是最近形成的,集中的无星核心,还没有开始收缩阶段的原恒星形成。我们还发现,氘分数的影响的湍流量,尘埃温度和距离热源在所有区域的L1688,虽然没有发现明确的趋势。
2015-12-09 astro-ph.GA astro-ph.SR
Theoretical studies of carbon isotopic fractionation in reactions of C with C$_{2}$: dynamics, kinetics, and isotopologue equilibria
我们目前对星际碳分馏的理解取决于天体化学动力学模型的解释。然而,包括的各种反应在其(估计)速率系数中具有很大的不确定性,特别是那些涉及C与C $_{2}$的反应。在这项工作中,我们提供的理论热速率系数作为所有可能的气相同位素交换反应的C+C $_{2}(X^{1}Σ_{g}^{+},a^{3}Π_{u})$的温度的函数。为此,我们采用准经典的轨迹方法,与先前获得的势能面C $_{3}$规定的碰撞伙伴之间的力量。计算的速率系数显示出正的温度依赖性,并显着不同于以前的理论估计。虽然正向反应是快速的,并且由于产物的零点能含量较低而固有地放热,但是反向过程具有温度阈值。对于每一个反应考虑,分析三个参数的Arkius-Kooij公式提供了很容易内插/外推相关的向前和向后的速率。这些形式可以进一步引入天体化学网络。除了适当的动力学属性,我们还提供了这些过程的平衡常数,从而确认其突出的整体C分馏化学。在这方面,发现$^{13}$ C + $^{12}$ C $_{2}(X^{1}Σ^{+}_{g})$和$^{13}$ C + $^{12}$ C $_{2}(a^{3}Π_{u})$反应特别明显,特别是在致密分子云的典型温度下。对于这些反应,并考虑平衡和随时间变化的化学,理论$^{12}$ C/ $^{13}$ C比值作为气体动力学温度的函数也被导出,并显示与现有的模型化学和观测数据的C $_{2…
2021-01-30 astro-ph.GA
Can Galactic chemical evolution explain the oxygen isotopic variations in the Solar System?
原始陨石中的许多物体具有氧同位素组成,这些氧同位素组成使它们处于一条独特的、与质量无关的分馏线上,在三同位素图上斜率为1。最流行的模型是假设CO的自屏蔽作用产生了富含16 O的CO和贫含16 O的H2O,H2O随后与星际尘埃结合,在太阳星云中形成相对贫含16 O的固体。另一个产生富含16 O的气体和缺乏16 O的固体的不同储层的模型表明,这些储层是由银河系化学演化(GCE)产生的,如果太阳系的尘埃成分比气体成分年轻一些,并且这两种成分都位于O三同位素图中的斜率1线上。我们认为,GCE是不是在太阳系中的氧同位素的质量无关分馏的原因。GCE的情况是矛盾的,在附近的分子云和年轻的恒星天体的18 O/17 O比的观测。当考虑到恒星喷出物在星际介质中的不完全混合效应时,GCE产生斜率线的可能性很小。此外,太阳系尘埃比气体年轻的假设需要不寻常的时间尺度,或者存在理论上预计不会发生的重要星尘成分,而且迄今为止还没有发现。
2012-09-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
Photodesorption of H2O, HDO, and D2O ice and its impact on fractionation
星际气体中的HDO/H2O比通常用于得出恒星形成区域和地球上水的起源的结论。在冷核和原行星盘的外部区域,气相水来自水冰的光解吸。我们提出的拟合公式,在天体化学模型中使用光解吸效率的所有水冰同位素使用经典的分子动力学模拟。我们调查,如果气相HDO/H2O的比例反映了存在于冰或分馏过程中是否可以发生光解吸。在10-100 K的温度下,在H2O无定形冰中,H2O,D2 O和HDO光解后,X(X=H,D)原子,OX自由基,X2 O和HDO分子的光脱附的顶部四个单层的概率。结果表明:(1)H原子在H_2O冰上的光脱附几率是D原子在D_2O冰上的光脱附几率的1.1倍,HDO光解时H和D的光脱附比例是D的2倍。随着时间的推移,这一过程将使冰富含氘原子;(2)D2 O和H2O光解时的OD/OH光解吸比平均为2倍,但HDO光解时的比率在所有温度下几乎恒定为1;(3)D原子比H原子更有效地踢出邻近的水分子。然而,光解吸的HDO和H_2O分子的比例等于冰中HDO/H_2O的比例,因此,HDO和H_2O光解吸时没有同位素分馏。然而,由于光脱附,冰中D原子的富集可以随着时间的推移导致冰中HDO/H2O比率的增强,并且当光脱附时,也会导致气体中HDO/H2O比率的增强。在何种程度上的邻/对位比的H2O可以被修改的光脱附过程进行了讨论。(节录)
2015-03-02 astro-ph.EP astro-ph.GA
Deuterium fractionation and the degree of ionisation in massive clumps within infrared dark clouds
(删节)我们的目标是确定与IRDC相关的七个巨大团块样本中CO消耗、氘分馏和电离的程度。用APEX望远镜观测了C17 O(2-1)、H13 CO+(3-2)、DCO+(3 -2)、N2 H+(3-2)和N2 D+(3-2)向团簇的跃迁。CO分子在观察到的团块中似乎没有明显耗尽。DCO+/HCO+和N2 D +/N2 H+柱密度比分别约为0.0002-0.014和0.002-0.028。前者的比例被发现作为气体动力学温度的函数减少。一个简单的化学分析表明,电离度的下限在x(e)~10^{-8}-10 ^{-7}的范围内,而估计的上限在几个10^{-6}到~10^{-4}的范围内。x(e)的下限意味着H2的宇宙射线电离率在zeta_H2~10^{-17}-10 ^{-15} s^{-1}之间。这是迄今为止报告的大规模IRDC的x(e)和zeta_H2的首次估计。在观测到的来源中,CO没有耗尽的发现符合这样一个事实,即它们显示了恒星形成活动的证据,据信恒星形成活动将CO从冰粒地幔释放回气相。观察到的氘化程度低于低质量的无星核心和原恒星包层。随着温度的升高,氘的减少可能反映了团簇的演化。另一方面,与年轻的高质量恒星的关联可以将zeta_H2和x(e)提高到通常在低质量恒星形成区发现的水平之上。在我们观测到的尺度上,双极扩散不可能是团块演化的主要驱动力,除非它发生在>>10^6年的时间尺度上…
2011-08-29 astro-ph.GA
Depletion of 15N in the center of L1544: Early transition from atomic to molecular nitrogen?
我们用IRAM 30 m望远镜对L1544星前核的N15 ND+(1 - 0)和15 NND+(1 - 0)谱线进行了灵敏的观测。在0.2 km/s的通道中,在6 mK左右的3 sigma水平下,未检测到这些线。未检测到N2D+的14N/15N比的下限为~700 - 800,远高于当地ISM中的元素丰度比~200 - 300。结果表明,由于N2D+优先示踪冷的致密气体,并且N2是N2的子分子,L1544中心部分的15N中N2是贫化的。原位化学不太可能是造成N2中15 N耗尽的原因;低温气相化学和N2的同位素选择性光解都不能解释15 N耗尽;前者更倾向于将15 N转移到N2,而后者需要星际FUV光子穿透到核心中心。最有可能的解释是,15N通过N2的同位素选择性光解离和L1544母云或L1544外部区域的颗粒表面化学的结合而优先分配成冰,而不是14N。该机制在从原子到分子氮的化学转变中是最有效的。换句话说,我们的研究结果表明,在L1544的中心部分的气体已经经历了从原子到分子的氮在早期演化阶段的过渡,N2是目前的气相氮的主要形式。
2018-07-15 astro-ph.GA
Molecular isotopologue measurements toward super star clusters and the relation to their ages in NGC253 with ALCHEMI
本研究利用ALCHEMI数据测量NGC253中六个超星团区域的CO、HCN和HCO+同位素体比值,结合RADEX模型和恒星种群模型,发现这些比值与年龄无显著趋势,表明其驱动因素可能是初始质量函数和分馏效应。
2024-02-16 astro-ph.GA
Deuterium fractionation in cold dense cores in the low-mass star forming region L1688
本文通过多分子谱线成图观测与气-尘化学模型,研究 L1688 区四个无星云核的氘分馏随密度和半径的变化,发现中心氘分馏显著高于包层,并验证了化学模型对含氮和含碳离子氘分馏的预言。
2024-01-10 astro-ph.GA
JOYS+ study of solid state $^{12}$C/$^{13}$C isotope ratios in protostellar envelopes: Observations of CO and CO$_2$ ice with JWST
本研究利用JWST观测17颗低质量原恒星的CO与CO$_2$冰多种振动吸收带,测定固态$^{12}$C/$^{13}$C比率,发现CO冰比率高于CO$_2$冰,揭示碳分馏在后期增强。
2024-09-25 astro-ph.GA astro-ph.SR
$^{14}$N/$^{15}$N ratio measurements in prestellar cores with N$_2$H$^+$: new evidence of $^{15}$N-antifractionation
内容:$^{15}$ N分馏已被观察到显示大的变化天体物理源,这取决于目标的类型和所使用的分子示踪剂。目前的化学模型无法再现这些变化。目标:到目前为止,仅在一个星前源L1544中精确测量了$_2$ N/ $^{15}$ N的比例,其中发现了强烈的分馏水平,以及$^{15}$ N的耗尽($^{14}$ N/ $^{15}$ N $\: \approx 1000$)。为了了解N $_2$ H $^+$中的反分馏是否是这类源的共同特征,本文将样品扩展到另外三个真正的星前核。研究方法:我们用IRAM 30米望远镜观测了L183、L429和L 694 -2中的N $_2$ H $^+$、N $^{15}$ NH $^+$和$^{15}$ NNH $^+$。我们模拟的发射与非本地辐射传输代码,以获得准确的估计的分子柱密度,包括一个光学厚N $_2$ H $^+$。我们使用了最新的碰撞速率系数,并与这些我们也重新分析了以前发表的L1544光谱。结果如下:所获得的同位素比值在$630-770$范围内,与最近的化学模型预测的$\approx 440$值有很大差异,接近原太阳值。我们的星前核样本显示二氮烯鎓中$^{15}$ N的高水平消耗,与先前在L1544中发现的一样。为了解释这些结果,需要对N化学网络进行修正。
2018-06-04 astro-ph.GA astro-ph.SR
Boron depletion in Galactic early B-type stars reveals two different main sequence star populations
本研究通过MESA构建旋转单星模型并结合贝叶斯分析,测试了银河系早期B型星的硼耗竭现象,发现约三分之二的恒星符合旋转混合模型,而剩余三分之一需要不同的硼耗竭机制与形成路径来解释。
2024-05-28 astro-ph.GA astro-ph.SR
Nitrogen fractionation in ammonia and its insights on nitrogen chemistry
本研究通过观测三个不同演化阶段天体源的氨同位素,验证了前恒星核氨冰富集$^{15}$N的假说,明确了星际氮分馏的形成机制与氨的主要生成路径。
2023-05-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
Using HCO$^+$ isotopologues as tracers of gas depletion in protoplanetary disk gaps
在原行星盘的尘埃连续体中看到的广泛的环和间隙有时伴随着在分子线发射中看到的类似的子结构。一个例子是AS 209中100 au处的外能隙,这表明H $_{13}$ CO $^+$和C $_{18}$ O发射强度随着能隙中的连续谱而降低,而DCO $^+$发射在能隙内部增加。我们的目标是研究两种情况下的DCO $^+$ /H $_{13}$ CO $^+$和DCO $^+$ /HCO $^+$比率在原行星盘间隙中的行为:气体耗尽跟随尘埃耗尽和只有尘埃耗尽。我们首先使用热化学模型ANDES模拟物理磁盘结构。这个1+1D稳态圆盘模型计算气体和尘埃的热平衡,包括FUV、X射线、宇宙射线和其他电离源,以及分子冷却剂的简化化学网络。然后,采用扩展的氘分馏气体-颗粒化学网络计算分子丰度。理想的合成光谱和零阶矩图与石灰。我们能够定性地再现的DCO $^+$强度的增加和减少的H $_{13}$ CO $^+$和C $_{18}$ O强度内的磁盘间隙,这是定性地类似于在外部AS 209间隙中观察到的。相应的圆盘模型假设气体和尘埃都在间隙中耗尽。富气隙模型中,只有尘埃被耗尽,产生的辐射在所有HCO $^+$同位素和C $_{18}$ O中都太亮。DCO $^+$ /H $_{13}$ CO $^+$线比可用于探测CO雪线外尘埃连续间隙中的气体耗尽。DCO $^+$ /C $_{18}$ O线比显示出类似的…
2020-09-21 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Magnesium isotopes: a tool to understand self-enrichment in Globular Clusters
在球状星团(GCs)中形成多个种群的渐近巨星分支(AGB)自富集模型中的一个关键问题是不能再现镁同位素比率,尽管该模型原则上可以解释镁的耗尽。在这项工作中,我们分析了各种p-捕获截面上的不确定性如何影响AGB星喷出物中镁含量的相关结果。当25 Mg在100 MK的温度下的质子捕获率,特别是25 Mg(p,γ)26 Alm通道,相对于最近的实验测定提高了3倍时,成功地再现了在M13和NGC 6752中观察到的镁同位素分布和总体Mg-Al趋势。这一假设也允许再现在NGC 2419中观察到的Mg扩散和Mg-Si扩散关系的全部范围。在感兴趣的温度下的25 Mg(p,γ)26 Alm反应速率的不确定性在这里留下空间,我们的假设,我们建议,需要新的实验测量来解决这个问题。我们还讨论了基于超大质量恒星核合成的竞争模型。
2018-03-12 astro-ph.GA astro-ph.SR
Search for H$_3^+$ isotopologues toward CRL 2136 IRS 1
氘代星际分子相对于其主要同位素的丰度通常远高于冷的致密星际介质中的总元素D-H比。H $_3^+$及其同位素体在氘分馏中起关键作用;然而,迄今为止,尚未根据经验测量这些同位素体相对于H $_3^+$的丰度。我们的目的是限制相对丰度的H $_2$ D $^+$和D $_3^+$在冷外信封的热核CRL 2136 IRS 1。我们使用VLT的CRIRES光谱仪、IRTF的iSHELL光谱仪和SOFIA上的EXES光谱仪对H $_3^+$及其同位素体进行了三次观测。此外,通过iSHELL观察到2.3 $μ$ m处的CO泛音带,以表征视线上的气体。与先前的观察一样,在CRL 2136 IRS 1方向检测到H $_3^+$离子。H $_2$ D $^+$和D $_3^+$谱线的光谱导致未检测到。$N({\rm H_2D^+})/N({\rm H_3^+})$和$N({\rm D_3^+})/N({\rm H_3^+})$的3个$σ$上限分别为0.24和0.13。CO的布居图由温度为58 K和530 K的两个暖气体组分再现,假设转动能级的局部热力学平衡(LTE)分布。冷气体(PDMATHAMT 20 K)对朝向CRL 2136 IRS 1的CO分子柱仅做出微小贡献。在稠密云中氘分馏的临界条件是低温和CO耗尽。考虑到修改后的云性质,在CRL 2136 IRS 1中没有检测到H $_3^+$同位素体…
2019-10-09 astro-ph.GA astro-ph.SR
Probing midplane CO abundance and gas temperature with DCO$^+$ in the protoplanetary disk around HD 169142
这项工作的目的是了解哪些中平面条件下探测的DCO $^+$排放在磁盘周围的赫比格Ae星HD 169142。我们探讨了DCO $^+$形成途径对气体温度和CO丰度的敏感性。用ALMA在0.3”的空间分辨率下观察到DCO $^+$ $J$ =3-2跃迁。HD 169142 DCO $^+$径向强度分布图显示,在半径<30 AU处有一个温暖的内部成分,在约50-230 AU处有一个宽的环状结构,在100 AU处有一个峰值,正好超过毫米晶粒边缘。我们模拟的DCO $^+$发射在HD 169142与物理磁盘结构改编自文献,并采用了一个简单的氘化学网络,以调查通过冷氘分馏途径通过H $_2$ D $^+$的DCO $^+$的形成。通过CH $_2$ D $^+$的热氘分馏途径的贡献近似使用中间盘层中的恒定丰度。参数化模型表明,需要改变文献模型的中平面气体温度和CO丰度,以恢复观测到的DCO $^+$径向强度分布。最佳拟合模型在z/r < 0.1的区域包含一个阴影的冷中平面,气体温度降低8 K,刚好超过毫米晶粒边缘的CO损耗因子为5,当r > 120 AU时气体温度降低2 K。温氘分馏途径在30-70 K之间以恒定的DCO $^+$丰度2.0 $\times$ 10 $^{-12}$实施。DCO $^+$发射探测HD 169142外盘中的冷物质储库,该储库未被毫米连续谱、SED或来自12 CO、…
2018-02-26 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Implications of the Non-Observation of ${}^{6}{\rm Li}$ in Halo Stars for the Primordial ${}^{7}{\rm Li}$ Problem
原始锂问题与在贫金属晕星中观察到的${}^{7}{\rm Li}$保持其原始丰度的假设密切相关,该假设明显低于标准大爆炸核合成的预测。两个关键的证据表明,这些恒星并没有显着耗尽其初始${}^{7}{\rm Li}$:i)在低金属丰度下测量的Li丰度缺乏分散; ii)在至少两个晕星中检测到更脆弱的${}^{6}{\rm Li}$同位素。声称的${}^{6}{\rm Li}$探测结果与宇宙射线核合成的预测吻合得很好,宇宙射线核合成是${}^{6}{\rm Li}$起源的原因。这种一致性几乎没有留下${}^{6}{\rm Li}$耗尽的空间,并暗示更稳健的${}^{7}{\rm Li}$在很大程度上避免了破坏。最近对晕星的(重新)观测对${}^{7}{\rm Li}$耗尽的证据提出了挑战:i)锂丰度现在显示出显着的分散性,ii)灵敏的${}^{6}{\rm Li}$搜索现在只揭示了${}^{6}{\rm Li}/{}^{7}{\rm Li}$比率的确切上限。严格的新的${}^{6}{\rm Li}$上限通常远低于宇宙射线核合成的预测,这意味着大量的${}^{6}{\rm Li}$消耗已经发生-高达50倍。我们表明,在恒星的${}^{6}{\rm Li}$限制,从而对${}^{6}{\rm Li}$耗尽的下限,等量的${}^{7}{\rm Li}$耗尽是足够的,以解决原始的${}^{7}{…
2022-04-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR