Correlating Infall with Deuterium Fractionation in Dense Cores
我们提出了一个调查HCO+(3-2)的观测指向致密的核心与以前的测量N(N2 D+)/N(N2 H+)。在这次调查的26个核心中,有5个显示出向外运动的光谱特征,9个既没有向内也没有向外运动,11个似乎正在下降,还有一个没有被检测到。我们将氘分馏程度与根据HCO+光谱计算的下落速度进行比较,发现[D]/[H] > 0.1的核心比[D]/[H]比较小的核心更有可能具有向内运动的特征。在质量超过热金斯质量的堆芯中,入流运动也更为常见。测量到的最快的坠落速度属于我们调查中的两个原恒星核心之一,L1521 F,观察到的运动通常在声速的量级。
2013-09-16 astro-ph.GA astro-ph.SR
New extended deuterium fractionation model: assessment at dense ISM conditions and sensitivity analysis
对氘代物质的观测有助于探测天体物理环境的温度、电离水平、演化阶段、化学和热历史。分析ALMA和其他新望远镜的数据需要一个精心制作的氘分馏模型。本文介绍了一个公开可用的具有多氘物种的化学网络以及一组扩展的、最新的气相和表面反应。为了测试这个网络,我们模拟了不同星际源中的氘分馏。两种情况下的初始丰度被认为是:i)原子除了H2和HD,和ii)分子从星前核心。我们重现所观察到的D/H比的许多氘代分子,并排序的物种,根据其对温度梯度和初始丰度的敏感性。我们发现许多在10 K下产生的多氘物种在温度$\la 100$ K下保持增强的D/H比。我们研究了最近更新的反应速率如何影响计算的D/H比,并进行了详细的灵敏度分析的不确定性的气相反应速率在网络中。我们发现,在暗云环境中的不确定性一般低于温暖的IRDC和不确定性增加的分子和D-原子的数量的大小。一组最有问题的反应。我们列出了预测在低质量和高质量恒星形成区丰富的可能观测到的氘代物种。
2013-06-04 astro-ph.SR
Deuterium and $^{15}$N fractionation in N$_2$H$^+$ during the formation of a Sun-like star
虽然化学模型预测N $_2$ H $^+$中的氘分馏是恒星形成过程中一个很好的演化示踪剂,但氮的分馏仍然是一个知之甚少的过程。最近的模型质疑了类似的演变趋势,预计在N $_2$ H $^+$的两个分馏机制,基于一个经典的情况下,在冷气体中发生的离子中性反应应该引起的N $_2$ D $^+$,$^{15}$ NNH $^+$,和N $^{15}$ NH $^+$的丰度增强。在ASAI IRAM-30 m大型计划的框架内,我们研究了氘和$^{15}$ N在N $_2$ H $^+$中的分馏,这是类太阳恒星形成过程不同演化阶段的最佳代表。我们的目标是最终确认(或否认)经典的“离子中性反应”的情况下,预测一个类似的趋势D和$^{15}$ N分馏。我们没有发现从$^{15}$ NNH $^+$和N $^{15}$ NH $^+$同位素同源物的$^{14}$ N/ $^{15}$ N比的任何演化趋势。因此,我们的研究结果证实,在类太阳恒星的形成过程中,核心演化与$^{15}$ N的分馏无关。$^{14}$ N/ $^{15}$ N比值与时间无关,这一点也在高质量恒星形成核心中发现,这表明在彗星和原行星盘中发现的$^{15}$ N富集不太可能发生在核心尺度上。然而,我们已经坚定地证实了H/D比的演化趋势,N $_2$ H $^+$ /N $_2$ D $^+$比在前恒星核心阶段之前下降,在原恒…
2018-01-23 astro-ph.GA astro-ph.SR
The deuterium fractionation of water on solar-system scales in deeply-embedded low-mass protostars
水氘分馏(HDO/H $_2$ O丰度比)传统上被用来推断彗星带给地球的水量。在深埋的低质量原恒星中测量这一比率,使人们有可能探测水从云层输送到形成冰体的圆盘的关键阶段。我们目前的亚角秒分辨率观测HDO结合H $_2^{18}$ O从PdBI对三个低质量的原恒星NGC 1333-IRAS 2A,IRAS 4A-NW,和IRAS 4 B。所得HDO/H $_2$/O比率对于IRAS 2A为$7.4\pm2.1\times10^{-4}$,对于IRAS 4A-NW为$19.1\pm5.4\times10^{-4}$,对于IRAS 4 B为$5.9\pm1.7\times10^{-4}$。导出的比值与辐射转移模型一致,取决于源,在2-4倍内。我们的HDO/H $_2$ O比率的内部地区(其中$T>100$ K)的四个年轻的原恒星是只有一个因素的2高于原始的,太阳系彗星。这些微小的差异表明,在深埋阶段和微行星和彗星形成之间几乎没有水的处理。
2014-02-06 astro-ph.SR
13C Isotopic Fractionation of HC3N in Star-Forming Regions -Low-Mass Star Forming Region L1527 and High-Mass Star Forming Region G28.28-0.36-
我们用野边山射电天文台的45米射电望远镜观测了L1527和G28.28-0.36中HC_3 N的三个~(13)C同位素的J=9-8和10-9转动谱线,以确定各源中HC_3 N的主要形成机制。在L1527和G28.28-0.36中,[H13 CCCN]:[HC 13 CCN]:[HCC 13 CN]的三种13 C同位素体的丰度比分别为0.9(0.2):1.00:1.29(0.19)(1 sigma)和1.0(0.2):1.00:1.47(0.17)(1 sigma)。结果表明,H13 CCCN和HC 13 CCN具有相似的13 C同位素分馏模式,两者的丰度相当,而HC 13 CN的丰度高于其它两种。在此基础上,讨论了HC 3 N的主要生成途径。根据我们的观测得到的13 C同位素分馏模式可以用C2 H2和CN在低质量(L1527)和高质量(28.28-0.36)恒星形成区的中性-中性反应来解释。
2016-08-04 astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemo-dynamical deuterium fractionation in the early solar nebula: The origin of water on Earth and in asteroids and comets
太阳系中水的形成和演化以及地球上水的起源是天文学中最有趣的问题之一。关于地球上的水的起源,流行的假说是通过富含水的小太阳系天体输送的。本文研究了太阳星云早期历史中水的同位素和化学演化。将一个包含多氘物质和核自旋态的气粒化学模型与稳态太阳星云模型相结合。为了计算初始丰度,我们模拟了100万年的冷而暗的TMC 1-类星前核的演变。计算了100万年以上太阳星云的两个含时化学模型:(1)层流模型和(2)二维湍流混合模型。我们发现,径向向外增加的H2O D/H比是浅的化学动力学星云模型相比,层流模型。这与通过快速气相过程更有效地去分馏HDO有关,因为2D混合模型允许水冰向内运输并热蒸发或向上运输并光解吸。层流模型显示地球水的D/H比在r ~<2.5 AU,而对于二维化学动力学模型,该区域较大,r ~<9 AU。类似地,奥尔特族彗星的水的D/H比约为2.5-10 x 10-4,在层流和2D模型中分别在约2-6 AU和约2-20 AU内实现。我们发现,关于水的同位素组成和彗星的起源,混合模型似乎优于层流模型。
2014-01-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Structure, Dynamics and Deuterium Fractionation of Massive Pre-Stellar Cores
在某些星前核中观测到高水平的N $_2$ H $^+$氘分率。单区化学模型发现,达到观测值($D_{\rm frac}^{{\rm N}_2{\rm H}^+} \equiv {\rm N}_2{\rm D}^+/{\rm N}_2{\rm H}^+ \gtrsim 0.1$)所需的时间尺度比自由落体时间长,可能长十倍。在这里,我们探讨了氘化的湍流,磁化的核心与三维磁流体力学模拟。我们使用一个近似的化学模型来跟踪N $_2$ H $^+$和N $_2$ D $^+$丰度的增长。然后,我们检查使用每个示踪剂的核心的动态观察比较。我们发现,速度分散的核心跟踪N $_2$ D $^+$出现轻微的亚维里相比,麦基和谭的湍流核心模型的预测,除了在晚的时候,就在原恒星形成的开始。通过改变初始质量的表面密度,磁能,化学年龄,和邻-对位比的H $_2$,我们还确定所需的高氘的物理和时间属性。我们发现,低的初始邻-对-对位比($\lesssim 0.01$)和/或多个自由落体时间($\gtrsim 3$)之前的化学演化是必要的,以达到观测值的氘分数在星前核。
2016-10-30 astro-ph.SR
Determining the Elemental and Isotopic Composition of the preSolar Nebula from Genesis Data Analysis: The Case of Oxygen
我们比较元素和同位素分馏测量的太阳风样品收集的美国宇航局的成因任务与预测模型,将有质动力在色球层和第一绝热不变量的低日冕的保护。一般来说,发现很好的协议,这表明这些因素是一致的过程中的太阳风分馏。基于大量的风测量,我们还考虑了更详细的同位素和元素丰度的O。我们发现,在8.75 - 8.83范围内的O丰度的温和支持,与低至8.69不赞成的值。一个更有力的结论必须等待来自创世记样本的太阳风制度的具体测量。
2017-11-20 astro-ph.EP 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
Multiple paths of deuterium fractionation in protoplanetary disks
我们研究了原行星盘中H $_2$和H $_3^+$的氘化学和核自旋态化学。氘分馏的多种途径被发现,交换反应与D原子,如HCO $^+$ + D,是有效的,除了那些与HD。在一个颗粒大小适合乌云的圆盘模型中,分子的冻结在外部中平面是严重的,而圆盘表面被屏蔽了紫外线辐射。因此,包括DCO $^+$在内的气体分子在盘表面变得丰富,这倾向于使它们的柱密度分布相对平坦。如果尘埃颗粒已经增长到毫米级,中性物质的冻结速率降低,气体分子的丰度,包括DCO $^+$和N $_2$ D $^+$,在冷的中平面增加。湍流扩散将盘表面的D原子和自由基传输到中平面,并将中平面中的稳定冰物种传输到盘表面。因此,湍流对化学的影响是多方面的;而DCO $^+$和N $_2$ D $^+$丰度的增加或减少取决于区域,HCN和DCN在气体和冰的最内半径大大减少,与没有湍流的模型相比。当宇宙射线穿透磁盘,H $_2$的ortho-to-para ratio(OPR)被发现是热的磁盘中,除了在冷($\lesssim 10$ K)的中平面。我们还分析了H $_3^+$和H $_2$ D $^+$的OPR,以及H $_2$ D $^+$、DCO $^+$和N $_2$ D $^+$的主要反应,以分析推导它们在冷中平面中的丰度。
2018-03-07 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Deuterium Fractionation Timescale in Dense Cloud Cores: A Parameter Space Exploration
氘分数[N $_2$ D $^+$ ]/[N $_2$ H $^+$ ]可以提供有关致密冷气体结构年龄的信息,这对于与云核形成和演化的动力学模型进行比较很重要。在这里,我们介绍了一个完整的化学网络与物种含有多达三个原子,与氧化学,其中涉及H $_3$ O $^+$和它的氘代形式的反应已被添加,显着提高了与全面的化学网络的一致性例外。氘化学和H $_2$和H $_3^+$同位素的自旋状态包括在这个主要的气相化学模型。我们研究了氘化学对模型参数的依赖性:密度($n_{\rm H}$),温度,宇宙线电离率和重元素的气相耗尽因子($f_{\rm D}$)。我们还探讨了随时间变化的冻结出的气相物种和动态演化的密度在各种速率相对于自由落体崩溃的影响。对于一个广泛的模型参数,时间尺度达到大值的$D_{\rm frac}^{\rm N_2H^+} \gtrsim 0.1$,在一些低质量和高质量的无星核心,是相对较长的本地自由落体的时间尺度相比。这些结论不受引入时间依赖性冻结和考虑具有演变密度的模型的影响,除非初始$f_{\rm D} \gtrsim$ 10。对于基准模型参数,实现$D_{\rm frac}^{\rm N_2H^+} \gtrsim 0.1$需要塌缩进行的速度至少比自由落体塌缩的速度慢几倍,这可能表明磁场在支持无星核心中的动态重要作用,从而调节恒星形成。
2015-02-26 astro-ph.SR
Deuterium fractionation as a multi-phase component tracer in the Galactic Centre
中央分子区(CMZ)包含了银河系的大部分质量,但其恒星形成率比银河系圆盘低一个数量级。这可能与CMZ中的大部分气体处于温暖($>$ 100 K)和湍流阶段,几乎没有物质处于恒星前阶段的事实有关。在这封信中,我们提出了对HCN,HNC,HCO $^{+}$,和N $_{2}$ H $^{+}$朝向CMZ分子云G+0.693-0.027的氘分馏(D/H比)的观测。这些观测首次清楚地表明,除了具有$\sim$ 20 km s $^{-1}$线宽的温暖的、密度较小的和湍流较弱的宽分量外,还存在一个更冷、密度较大和湍流较小的窄分量,其线宽为$\sim$ 9 km s $^{-1}$。HCO $^{+}$和N $_{2}$ H $^{+}$的D/H比$\le$ 6 $\times$ 10 $^{-5}$非常低,接近宇宙值($\sim$ 2.5 $\times$ 10 $^{-5}$),而衍生自广泛组分的HCN和HNC的高D/H比$>$ 4 $\times$ 10 $^{-4}$证实了腈类存在高温氘化途径。对于窄组分,我们推导出D/H比$>$ 10 $^{-4}$和激发温度的$7$ K的所有分子,这表明动力学温度$\le$ 30 K和H $_2$密度$\ge$ 5 $\times$ 10 $^{4}$ cm $^{-3}$,至少一个数量级大于宽组分。这封信中提出的方法可以识别恒星形成边缘的云,即…
2022-02-08 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Exploring the Origins of Deuterium Enrichments in Solar Nebular Organics
氘-氢(D/H)在分子种类中的富集提供了关于它们原始形成环境的线索。原始太阳系天体中的有机物质通常具有较高的D/H比,并且与太阳系水中的D/H相比,显示出更大的D/H变化。我们提出这种差异的产生至少部分是由于1)除了水之外,有机物的额外化学分馏途径的可用性,以及2)与氧气相比,关键碳库的挥发性更高。我们测试这一假设使用详细的磁盘模型,包括一个复杂的,新的磁盘电离处理低宇宙射线电离率,并发现磁盘化学导致更高的氘富集有机物相比,水,特别是通过分馏通过前体CH $_2$ D $^+$ /CH $_3^+$的帮助。我们还发现,在个别物种的D/H比变化显着取决于其特定的形成途径。例如,从$\sim20-40$ AU,CH $_4$可以达到$\rm{D/H\sim2\times10^{-3}}$,而CH $_3$ OH中的D/H保持局部不变。最后,虽然我们的模型中的全球有机D/H可以再现中间升高的D/H在散装碳氢化合物水库,我们的模型无法再现最氘富集的有机物质在太阳系中,因此我们的模型需要一些继承从冷星际介质,太阳形成。
2016-01-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
$^{13}$C isotopic fractionation of HC$_{3}$N in two starless cores: L1521B and L134N (L183)
为了研究HC $_{3}$ N的主要形成途径,我们利用Nobeyama 45 m射电望远镜在45 GHz波段对两个低质量无星核L1521 B和L134 N(L183)观测了HC $_{3}$ N的正常核素和三个$^{13}$ C同位素的$J=5-4$转动谱线. L1521 B中三种$^{13}$ C同位素体的丰度比推导为[H $^{13}$ CCCN]:[HC $^{13}$ CCN]:[HCC $^{13}$ CN] = 0.98(± 0.14):1.00:1.52(± 0.16)(1 σ)。分馏模式与Taurus Molecular Cloud-1中氰基多炔峰的分馏模式一致。这种分馏模式表明HC $_{3}$ N的主要形成途径是C $_{2}$ H $_{2}$和CN之间的中性-中性反应。另一方面,发现它们在L134 N中的丰度比为[H $^{13}$ CCCN]:[HC $^{13}$ CCN]:[HCC $^{13}$ CN]= 1.5(± 0.2):1.0:2.1(± 0.4)(1 σ),这与L1521 B中的丰度比不同。由此推测,HNC与CCH的反应可能是L134 N中HC $_{3}$ N的主要生成途径。我们发现,即使在相似的物理条件下,同一分子的主要形成途径也不相同。我们讨论了L134 N和L1521 B/TMC-1之间分馏模式差异的可能因素。
2017-07-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
Water deuterium fractionation in the high-mass star-forming region G34.26+0.15 based on Herschel/HIFI data
了解水的氘分馏作用对于限制星际云中水的形成机制是非常重要的。用赫歇尔空间天文台上的HIFI仪器以及地面单碟望远镜对高质量恒星形成区G34.26+0.15进行了HDO和H $_2^{18}$ O跃迁观测。检测到10条HDO谱线和3条H $_2^{18}$ O谱线,覆盖了22-204 K的高能级范围。我们使用非LTE 1D分析来确定作为包络中半径的函数的HDO/H $_2$ O比率。考虑了具有不同水丰度分布的模型,以重现所观察到的线剖面。发现热芯($\sim$ 3.5 $\times$ 10 $^{-4}$ - 7.5 $\times$ 10 $^{-4}$)中的HDO/H $_2$/O比低于较冷包层($\sim$ 1.0 $\times$ 10 $^{-3}$ - 2.2 $\times$ 10 $^{-3}$)中的HDO/H $_2$/O比。这是第一次发现HDO/H $_2$ O比率的径向变化发生在高质量源中。该源的化学演化被建模为其半径的函数,并且观察结果相对较好地再现。化学模式与观测结果的比较得出红外暗云阶段后$\sim$ 10 $^5$年的年龄。
2014-09-03 astro-ph.GA astro-ph.SR
Warm water deuterium fractionation in IRAS 16293-2422 - The high-resolution ALMA and SMA view
迄今为止,测量低质量原恒星内部温暖区域的水氘分馏一直受到单碟地面和空间望远镜角分辨率差的阻碍。使用(亚)毫米波长干涉仪观测水同位素有可能阐明这一问题。从阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)对IRAS 16293 - 2422在692.07914 GHz处H2 - 18 O的5(3,2)-4(4,1)跃迁以及在203.40752 GHz处H2 - 18 O的3(1,3)-2(2,0)和3(1,2)-2(2,1)给出了225.89672 GHz的HDO从亚毫米波阵列(SMA)的跃迁。692 GHz的H2 - 18O谱线朝向双星的两个组成部分。朝向其中一个组分"源B",在朝向连续体的吸收中看到该线,从系统速度略微红移,而在系统速度下在离源处看到发射。对于另一个组分,"源A",也用SMA检测到两条HDO和H2 - 18O线。由H2 - 18O跃迁估算激发温度为124 +/-12 K。计算出的HDO/H2O比值为(9.2 +/-2.6)* 10 ^(-4)--明显低于之前在靠近源的温暖气体中的估计值。它也比外包络中推导的比率低约5倍。我们的观测揭示了太阳系尺度上原恒星附近水汽的物理和化学结构。朝向源B检测到的红移吸收指示着下沉。激发温度与原恒星附近水冰蒸发的图像一致。这里推导出的低HDO/H2O比率表明,原恒星内部区域与地球海洋和彗星之间的差异比以前认为的要小。
2012-11-28 astro-ph.SR
Measuring the $\mathrm{^{34}S}$ and $\mathrm{^{33}S}$ isotopic ratios of volatile sulfur during planet formation
本研究利用ALMA观测Oph-IRS 48星盘中的SO和SO2同位素异构体,首次约束行星形成星盘的 $^{32}S/^{34}S$ 与 $^{32}S/^{33}S$ 比值,揭示硫储库并非必然具有太阳同位素组成。
2024-09-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Radial variations in nitrogen, carbon, and hydrogen fractionation in the PDS 70 planet-hosting disk
本研究利用 ALMA 高分辨率观测绘制 PDS 70 行星宿主盘中 HCN 的氮、碳、氢同位素比值径向剖面,揭示不同尺度上由 N2 光解离等过程主导的分馏差异。
2025-04-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Implication of Formation Mechanisms of HC5N in TMC-1 as Studied by 13C Isotopic Fractionation
利用野边山射电天文台的45米射电望远镜观测了Taurus分子云-1中HC 5 N正常粒子和5个13 C同位素的J = 9-8和16-15转动跃迁,研究了HC 5 N向氰基多炔峰的形成机制。我们检测到五个13 C同位素具有高的信噪比之间的12和20,以及正常的物种。五种HC_5 N ~(13)C同位素体的丰度比为:[H_(13)CCCC_CN]:[HC_(13)CCCN]:[HCC_(13)CCCN]:[HCC_(13)CCN]:[HCC_(13)CN]= 1.00:0.97:1.03:1.05:1.16(0.19)。我们没有发现任何显着差异之间的5个13 C同位素。平均[HC 5 N]/[13 C同位素体]丰度比被确定为94(6),这略高于本地星际元素12 C/13 C的60-70比。在此基础上讨论了可能的形成途径。
2015-12-17 astro-ph.GA astro-ph.SR
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
Is the Sun Lighter than the Earth? Isotopic CO in the Photosphere, Viewed through the Lens of 3D Spectrum Synthesis
我们考虑在CO 5 BOLD三维对流模型中形成一氧化碳(CO)的太阳红外(2-6微米)振转带,目的是改进碳(13 C)和氧(18 O,17 O)的重同位素丰度,与Genesis Discovery Mission对太阳风轻离子的直接捕获测量进行比较。我们发现,以前的,主要是一维的,分析系统地偏向于较低的同位素比率(例如,R23= 12 C/13 C),这表明太阳的同位素“重”,与公认的原始太阳星云中的分馏过程相反。13 C和18 O的新3D比率为:R23= 91.4 +/- 1.3(Rsun= 89.2); R68= 511 +/- 10(Rsun= 499),其中不确定性为1 sigma和“乐观”。“我们还获得了R67= 2738 +/- 118(Rsun= 2632),但我们警告说,观察到的12 C17 O特征非常弱。新的太阳氧同位素比值介于地球值和《创世纪》报道的值(R68= 530,R6= 2798)之间,尽管两者都在2 σ误差标志之内,并且朝着有利于原始陨石中Ca-Al夹杂物(CAI)氧同位素组成的最新理论的方向发展。虽然不是这项工作的主要焦点,但我们得出氧丰度为603 +/- 9 ppm(相对于氢;对数H= 12标度为8.78)。从同位素的角度来说,太阳可能比地球轻,这就消除了在内太阳系早期构造过程中调用外来分馏过程的必要性。
2013-01-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
$^{13}$C Isotopic Fractionation of CCH in Two Starless Cores: L1521B and L134N
利用Nobeyama 45 m射电望远镜,在84 - 88 GHz波段对两个无星核L1521 B和L134 N(L183)进行了CCH及其两个$^{13}$ C同位素体$^{13}$ CCH和C $^{13}$ CH的观测。我们探测到了C $^{13}$ CH,信噪比(S/N)为4,而在两片乌云中均未探测到$^{13}$ CCH谱线。在L1521 B和L134 N中,正常种的柱密度分别为($1.66 \pm 0.18$)$\times 10^{14}$ cm $^{-2}$和($7.3 \pm 0.9$)$\times 10^{13}$ cm $^{-2}$($1 σ$)。计算L1521 B和L134 N中$N$(C $^{13}$ CH)/ $N$($^{13}$ CCH)的柱密度比分别为$>1.1$和$>1.4$。$^{13}$ CCH比C $^{13}$ CH丰度低的特征可能是乌云的共同特征。此外,我们发现CCH的$^{12}$ C/ $^{13}$ C比在L1521 B和Taurus Molecular Cloud-1(TMC-1)中的HC $_{3}$ N高出2倍以上。在L134 N中,CCH和HC $_{3}$ N之间$^{12}$ C/ $^{13}$ C比值的差异似乎小于L1521 B和TMC-1中的差异。我们讨论了CCH的$^{13}$ C同位素分馏的起源,并调查…
2019-08-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
The TW Hya Rosetta Stone Project I: Radial and vertical distributions of DCN and DCO+
分子的D/H比值常被用来探测太阳系挥发物的化学历史。然而,目前还不清楚太阳星云的哪些部分拥有活跃的氘分馏化学。为了解决这个问题,我们提出了0”.2-0”.4 ALMA观测DCO+和DCN 2-1,3-2和4-3对TW Hya附近的原行星盘,作为TW Hya Rosetta Stone项目的一部分,增加了档案数据。DCO+的特点是在70金半径卵石盘的激发温度为~40 K,表明从温暖的,升高的分子层发射。然而,DCN存在于甚至更高的温度下。DCO+和DCN都在内盘中呈现大量的发射空腔,而在外盘中,DCO+和DCN形态发散:大多数DCN发射起源于峰值约30 μ m的窄环,一些额外的扩散DCN发射存在于较大的半径处,而DCO+存在于延伸超过卵石盘的宽结构环中。基于参数磁盘丰度模型,这些发射模式可以解释为一个接近恒定的DCN丰度外腔,并增加DCO+丰度与半径。似乎有一个活跃的氘分馏化学在TW Hya周围的多个磁盘区域,但不是在冷的星子形成的中平面和内部磁盘。需要更多的观测来探索在后面这些区域中是否真的不存在氘分馏,以及它的缺乏是否是一个共同的特征,或者是旧TW Hya盘特有的东西。
2020-11-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
High $^{12}$C/$^{13}$C isotopic ratios toward G+0.693-0.027: evidence for gas inflow to the Central Molecular Zone
Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA(天体生物学中心);Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (MPE)(马克斯·普朗克地外物理学研究所);European Southern Observatory(欧洲南方天文台);Joint ALMA Observatory(ALMA联合天文台);Star and Planet Formation Laboratory, Cluster for Pioneering Research, RIKEN(理化学研究所前沿研究集群恒星与行星形成实验室)
研究通过光学薄分子示踪剂校正同位素分馏,确定CMZ分子云G+0.693−0.027母体物质的初始$^{12}$C/$^{13}$C比,分析光谱数据并与模型比较,得出较高比值,支持CMZ由银河系盘气体流入补充的情景。
2026-07-09 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
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
Isotopic ratios as probes of star formation and the origin of molecular gas in the Central Molecular Zone
Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA(天体生物学中心(CAB),西班牙国家研究委员会-国家航空航天技术研究所)
本研究通过分析分子云G+0.693−0.027的同位素比例,揭示CMZ中存在冷宁静气体成分,且¹²C/¹³C比例高于公认值,支持银河中心由低化学处理气体补充的情景。
2026-10-09 astro-ph.GA astro-ph.SR
Deuterium enrichment of ammonia produced by surface N+H/D addition reactions at low temperature
NH3及其氘代同位素-NH 2D,NHD 2和ND 3-的表面形成的研究在低温下通过同时添加氢和氘原子的氮原子在CO丰富的星际冰类似物。所有四种氨同位素体的形成仅在高达15 K时观察到,并且在较高温度下低于检测限。氢化和氘化产率之间的差异导致明显偏离有利于氘富集物质的统计分布。数据分析表明,这是由于D原子粘附到冷表面的概率较高,这一性质通常适用于在低温表面反应中形成的分子。这里发现的结果被用来解释氨氘分馏观察到的前原恒星的核心。
2017-05-25 astro-ph.GA astro-ph.SR
Detection of N$_2$D$^+$ in a protoplanetary disk
氘分馏在太阳系中的观测,以及在星际和拱星物质,通常用于限制挥发物的形成环境。对于原行星盘,这种方法受到了检测到的氘分子数量少的限制,即DCO $^+$和DCN。基于ALMA周期2对金牛座T星AS 209周围盘的观测,我们报告了在一个原行星盘中首次探测到N $_2$ D $^+$(J=3-2)。这些数据与以前的N $_2$ H $^+$(J=3-2)的亚毫米阵列观测一起使用,估计盘平均D/H比为0.3- 0.5,比以前导出的其他年轻恒星周围的DCN/HCN和DCO $^+$ /HCO $^+$的盘平均比高一个数量级。N-$_2$ H $^+$中的高分馏与模型预测一致。AS 209中存在丰富的N-$_2$ D $^+$,这也表明,N-$_2$ D $^+$和N-$_2$ D $^+$ /N-$_2$ H $^+$的比值可以发展成为有效的氘化学、运动学和盘CO雪线外电离过程的探针。
2015-08-14 astro-ph.SR
Hydrogen isotope exchanges between water and methanol in interstellar ices
热核中气相分子的氘分馏被认为反映了星际冰的组成。然而,甲醇的氘化是一个主要的难题,因为同位素比值[CH 2DOH]/[CH 3 OD],这是预测为3的标准颗粒化学模型,是大得多(~20)在低质量的热corino和显着较低(~1)在高质量的热核。甲醇氘化在低质量和大质量原恒星之间的二分法目前还不清楚。在这项研究中,我们报告了一个简化的速率方程模型的氘化学发生在冰地幔的星际颗粒。我们分别以IRAS 16293-2422和Orion~KL致密岭为原型,将该模型应用于热Corino和热核的化学反应。化学是基于在低温下的统计初始氘化,随后是热氢/氘(H/D)交换水和甲醇之间发生的预热阶段。交换动力学被纳入使用实验室数据。发现[CH 2DOH]/[CH 3 OD]比与水的D/H比成反比,这是由于甲醇和水的羟基(-OH)官能团之间的H/D交换平衡。我们的模型能够重现观测到的[CH 2DOH]/[CH 3 OD]比值,前提是IRAS 16293-2422中水冰[HDO]/[H2O]的原始分馏约为2%,Orion~KL中约为0.6%。我们的结论是,在热的核心测量的分子D/H比可能不代表原来的地幔,因为可交换的氘原子的分子可以与水冰在升温阶段的平衡。
2015-11-03 astro-ph.SR
Seeds of Life in Space (SOLIS). XIII. Nitrogen fractionation towards the protocluster OMC-2 FIR4
同位素分馏是研究太阳系化学历史的重要工具。特别是,氮的同位素分数(14 N/15 N)是较低的彗星和其他原始SS机构相对于测量值的原太阳星云,这表明在SS形成的15 N的局部化学富集。因此,对SS前体中氮分馏的干涉研究对于我们获得关于我们的天体化学起源的线索是必要的。在这项工作中,我们研究了14 N/15 N比的变化,在一个最接近的类似环境中,SS的诞生:原星团OMC-2 FIR 4。我们提出的第一个比较高角分辨率HCN和N2 H+使用干涉数据。我们分析了OMC-2 FIR 4原星系团中HCN同位素H13 CN和HC 15 N的观测结果,特别是在IRAM空间生命种子大型计划的背景下,NOEMA的跃迁H13 CN(1-0)和HC 15 N(1-0)。我们将我们的结果与N2 H+及其15 N同位素的ALMA获得的档案数据分析相结合。我们的研究结果表明,HCN的比例从~250到500的小区域变化。候选原恒星所在的FIR 4中心区域的比值在很大程度上是一致的(~300)。它们也显示出从已知具有高宇宙射线电离率的原星团部分到具有较低速率的部分几乎没有变化。我们还发现N2 H+的比例在不同区域从~200到~400之间有很小的变化。这些结果表明,我们的观测探测的小线性尺度上发生的物理参数的局部变化似乎不影响HCN或N2 H+中的14 N/15 N比,因此这与所使用的分子无关。此外,由宇宙射线引起…
2022-01-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
First detection of deuterated methylidyne (CD) in the interstellar medium
本文首次利用 APEX 12m 望远镜在 IRAS 16293-2422 中探测到星际介质中的 CD,并通过气相化学模型表明 CD/CH 丰度比可反映暖氘化学并约束气体温度。
2023-05-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
Bayesian Inference on the Isotopic Building Blocks of Mars and Earth
本文利用多元素陨石同位素异常与贝叶斯混合分析,重建地球和火星吸积物质组成及演化,并用行星迁移与随机撞击解释差异。
2023-09-26 astro-ph.EP 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
Deuterium Fractionation across the Infrared Dark Cloud G034.77-00.55 interacting with the Supernova Remnant W44
本研究通过观测与超新星遗迹W44相互作用的红外暗云G034.77-00.55的N₂H⁺氘化率,发现激波区域氘化水平显著升高,为激波触发恒星形成提供了间接证据,同时指出需更高分辨率研究明确氘化物质结构。
2023-06-05 astro-ph.GA astro-ph.SR
Deuterium Enrichment of the Interstellar Medium
尽管星际介质中氘原子的丰度很低,但观测证据表明,在气相和冰中的几种物质可能会被严重分馏。我们探索氘富集的各个方面,通过构建一个化学演化模型在气相和颗粒相。根据不同的物理参数,气体和颗粒可以通过化学物质的交换相互作用。HCO ~+和N_2H ~+是ISM中两种丰富的气相离子,它们的氘分馏效应通常被用来预测分子云不同区域的电离度。为了有一个更现实的估计,我们考虑一个坍缩云的密度轮廓。我们提出了重要的星际分子的径向分布,以及它们的氘同位素。我们进行量子化学模拟研究同位素替代对这些重要星际物种光谱性质的影响。我们计算了最重要的氘代物种(中性和离子)的振动(谐波)频率。还计算了这些分子的转动和畸变常数,以预测这些物种的转动跃迁。我们比较振动(谐波)和旋转过渡计算我们与现有的观测,实验和理论结果。我们希望我们的研究结果将有助于观察员在他们的追求几个迄今未观察到的氘物种。
2019-02-04 astro-ph.GA astro-ph.SR
Interstellar ices as witnesses of star formation: selective deuteration of water and organic molecules unveiled
对恒星形成环境的观测显示,某些氘代星际分子的丰度明显大于宇宙D/H比10-5。可能的原因是粮食表面化学。然而,有机分子和水,这两种冰的成分,并不享有相同的氘。例如,氘代甲醛在彗星和恒星形成区非常丰富,而氘代水很少。在这篇文章中,我们解释了这种选择性氘化以下冰的形成(使用速率方程方法)在半透明的云,以及他们的演变,云崩溃,形成一颗恒星。冰开始于气相CO和O在尘埃颗粒上的沉积。虽然氧与原子(H或D)或分子(H2)反应产生H2O(HDO),但CO仅与原子(H和D)反应形成H2 CO(HDCO,D2CO)。因此,甲醛的氘代反应对气体D/H比敏感,因为云经历引力坍缩,而水的氘代反应强烈地依赖于冰形成时的尘埃温度。这些结果很好地再现了在彗星和恒星形成区中观察到的甲醛的氘分馏,并且可以解释在这些环境中观察到的水的氘分馏的广泛存在。
2011-10-04 astro-ph.SR
SOFIA/GREAT observations of OD and OH rotational lines towards high-mass star forming regions
只是最近,OD,氘同位素的羟基,OH,已成为可访问的星际介质;光谱线从这两个物种已被观察到在超太赫兹和远红外制度。在这里,我们研究了银河系13个大质量恒星形成区的OD和OH旋转线,目的是限制OD丰度,并推断其分子包层中OH的氘分馏。利用红外天文同温层观测站(SOFIA)观测了1.3 THz($215~μ$ m)的OD的$^2Π_{3/2}$ $J=5/2-3/2$基态跃迁和1.84 THz($163~μ$ m)的OH旋转激发线。我们还使用了已发表的高光谱分辨率SOFIA数据的OH基态跃迁在2.51太赫兹($119.3~μ$ m)。我们的研究结果表明,从$^2Π_{3/2}$ OD $J=5/2-3/2$基态跃迁的吸收是普遍的高质量恒星形成的活动场所周围的致密团块。我们进行了详细的辐射转移建模,以调查我们的样品的大部分在内部信封的OD丰度分布。我们的建模表明,部分吸收来自于更致密的内部,而SOFIA所看到的大部分吸收来自于外层的冷层,我们对分子丰度的限制表明氘分馏的强烈增强。我们发现OD丰度和热光度质量比之间存在弱的负相关关系,这是一个演化指标,表明OD丰度随时间缓慢下降。与HDO的比较显示了类似的高氘分馏的两个物种中的冷信封,这是0.48%的顺序为最好的研究源,G34.26+0.15。我们的研究结果是一致的化学模型,有利于快速交换反应,形成OD在稠密的冷气体。
2022-01-03 astro-ph.GA astro-ph.SR
No nitrogen fractionation on 600 au scale in the Sun progenitor analogue OMC-2 FIR4
我们显示了第一个干涉图的14 N/15 N的比例获得的阿塔卡马大型毫米波阵列(ALMA)对类太阳形成的原星团OMC-2 FIR 4。我们观测到N_2H ~+、~(15)NNH ~+、~(15)NH ~+(1-0)和~(15)N_2D ~+(2-1),并由此导出~(14)N/~(15)N和~(15)D/H的同位素比值。这个目标是最接近太阳形成环境的目标之一。具有对应于~600 Au的合成束的ALMA图像显示,丰度较低的同位素体的发射分布在几个~10”(即~0.02~pc或4000 Au)的核心中,嵌入在更扩展的N2 H+发射中。总的来说,我们的结果表明:(1)14 N/15 N在整个区域的核心尺度上没有变化,(2)14 N/15 N不依赖于温度的变化。我们的研究结果还表明,在原始太阳系天体中发现的14 N/15 N变化可能不是从原星团阶段继承的,因此必须在其他地方找到原因。
2020-03-04 astro-ph.GA astro-ph.SR
Probing the initial conditions of high-mass star formation -- IV. Gas dynamics and NH$_2$D chemistry in high-mass precluster and protocluster clumps
恒星形成的初始阶段是一个复杂的区域研究,因为它的密度高,温度低。在这样的条件下,许多分子通过冻结在尘埃颗粒上而从气相中耗尽。然而,氘代物质可以保持气态,因此是理想的示踪剂。我们调查的气体动力学和NH $_2$ D化学在8个大规模的前/原团簇块。我们分别用PdBI和VLA给出了8个团簇的NH $_2$ D 1 $_{11}$-1 $_{01}$(85.926 GHz)、NH $_3$(1,1)和(2,2)观测结果。结果表明,氘分馏与动力学温度之间的分布在$T_{\rm kin}=16.1$ K附近有一个数密度峰,NH-$_2$-D核主要位于13.0 ~ 22.0 K之间。我们检测到七个极高的氘分馏的$1.0 \leqslant D_{\rm frac} \leqslant 1.41$的情况。我们发现,NH $_2$ D发射似乎并不完全符合尘埃连续或NH $_3$峰的位置,但往往围绕恒星形成的活动区。这表明NH $_{2}$ D已经被中心的年轻恒星天体(YSO)由于加热而破坏。检测到的NH $_2$ D线非常窄,中值宽度为$\rm 0.98\pm0.02 km/s$。被提取出来的NH $_2$ D核心是引力束缚的($α_{\rm vir} < 1$),可能是星前或无星的,并且可能形成中等质量或高质量的恒星。用NH $_3$(1,1)作为动力学示踪剂,我们发现了非常复杂的动力学运动,它可…
2020-05-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
15N Fractionation in Infrared-Dark Cloud Cores
氮是宇宙中最丰富的元素之一,它的14 N/15 N同位素比率有可能提供有关太阳形成的初始环境的信息。最近的发现表明,太阳系可能形成于一个巨大的星团,因为陨石中存在的短寿命放射性同位素只能用超新星的影响来解释。该项目的目的是确定冷的、巨大的致密岩心样品在其演化的初始阶段的14 N/15 N比。我们观测了HCN,H13 CN,H15 N,HN 13 C和H15 NC的J=1-0跃迁。IRDC被认为是大质量恒星和星团的前身。假设LTE和15 K的温度,计算HCN、H13 CN、HC 15 N、HN 13 C和H15 NC的柱密度,并确定每个芯的14 N/15 N比。在我们的IRDC核心样品中测量的14 N/15 N比在HCN中介于~70和>763之间,在HNC中介于~161和~541之间。它们与地球大气层(TA)和原太阳星云(PSN)的值一致,并与低质量恒星前核中测量的比值一致。然而,在岩心C1、C3、F1、F2和G2中测得的14 N/15 N比与使用具有腈官能团(-CN)和氮杂环(-NH)的含氮分子对相同块状岩心进行的类似研究的结果不一致,尽管比值范围相似。在4个IRDC中,我们测量到相对较低的14 N/15 N比IRDC G,这与在小宇宙物质和原行星盘中测量的相当。低平均气体密度的云表明,气体密度,而不是气体温度,可能是主导参数影响的初始氮同位素组成的年轻PSN。
2017-05-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
Complex Organic Molecules in Protostars with ALMA Spectral Surveys (COMPASS) III. CH$_3$OH isotopic fractionation in the low-mass protostar BHR71-IRS1
Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Université de Toulouse(天体物理学与行星学研究 institute,图卢兹大学);Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(尼尔斯·玻尔研究所,哥本哈根大学);Physikalisch-Meteorologisches Observatorium Davos und Weltstrahlungszentrum (PMOD/WRC)(达沃斯物理气象观测站和世界辐射中心(PMOD/WRC));Universität Bern(伯尔尼大学);Seoul National University(首尔国立大学);National Radio Astronomy Observatory(美国国家射电天文台);Institute of Astronomy, Department of Physics, National Tsinghua University(国立清华大学物理系天文研究所);Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG(格勒诺布尔阿尔卑斯大学,法国国家科学研究中心,IPAG);Max-Planck-Institut für Radioastronomie(马克斯·普朗克射电天文研究所);RIKEN(理化学研究所)
本研究利用ALMA COMPASS巡天数据,在低质量原恒星BHR71-IRS1中探测多种甲醇同位素体,测量其柱密度与氘分馏,发现氘化程度随甲基中氘原子数增加而升高,为理解恒星形成区甲醇形成与演化提供关键观测约束。
2026-10-07 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
Photolysis-induced scrambling of PAHs as a mechanism for deuterium storage
瞄准我们调查的作用多环芳烃作为一个汇的氘在星际介质和研究紫外光解作为一个潜在的过程中的变化的氘分馏在ISM。方法.在FTICR质谱仪上记录了各种富含D的质子化蒽和菲离子的同位素体的紫外光诱导裂解。使用FELIX的IRMPD光谱提供了与DFT振动光谱相比较的IR光谱;还计算了反应势垒和速率,并与产物丰度相关。结果UV和IRMPD光解的质谱均显示H从[D-C $_{14}$ H $_{10}$ ] $^+$中损失,而[H-C $_{14}$ D $_{10}$ ] $^+$显示出对D损失的强烈偏好。计算揭示了容易的1,2-H和-D移位反应,与障碍低于由光激发过程提供的能量。通过红外光谱的基态结构的确认一起,我们确定,在2多环芳烃的光解过程在很大程度上是由混乱的H和D原子之间的不同的外围C原子重新定位。C-H键和C-D键之间零点能的$\sim$ 0.1 eV差异最终导致H扰乱比D扰乱更快,并且与D相比H原子损失增加。结论PAH阳离子在紫外线照射下通常会发生无序排列。富氘多环芳烃的光激发后,混乱的结果在一个更高的概率为脂肪族D原子迁移到一个芳香族的网站,保护它从消除。这可能会导致更多的氘作为PAH移动到更暴露的星际环境。此外,在solo站点上具有脂肪族C-HD基团的大型紧凑的多环芳烃可能是天文光谱中看到的大多数脂肪族C-D伸缩带的原因。
2020-01-27 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.chem-ph