Interstellar Dust Close to the Sun
太阳附近和日光层内部的低密度星际介质（ISM）为研究星际尘埃颗粒提供了一个独特的实验室。在附近的ISM的颗粒特性获得的星际气体和尘埃的日光层内的观测和星际气体对附近的恒星。气体成分和太阳丰度之间的比较表明，颗粒主要由橄榄石和可能的某种形式的氧化铁。星际边界探测器对星际Ne/O比率的测量表明，ISM中的星际氧的很大一部分必须被耗尽到尘埃颗粒上。本地星际丰度是一致的颗粒破坏~150公里/秒的星际冲击，提供的碳质成分是氢化的无定形碳和碳丰度是正确的。气体中耐火材料相对丰度的变化表明附近ISM中晶粒破坏历史的变化。观察到的大于1微米的大颗粒可能表明附近存在较致密的ISM储层。星际尘埃颗粒和太阳风之间相互作用的理论三维模型预测，大约0.18微米尘埃颗粒的羽状物在日光层周围形成。
2012-05-17 astro-ph.GA
The chemistry of interstellar argonium and other probes of the molecular fraction in diffuse clouds
我们提出了一个一般的参数研究，其中的星际氩（ArH $^+$）的丰度预测使用扩散星际气体云的物理和化学模型。结果已获得作为一个功能的紫外辐射场，宇宙射线电离率，和云消光。没有一组云参数提供一个可接受的适合典型的ArH $^+$，OH $^+$和$\rm H_2O^+$丰度在银河系内的弥漫云观察。相反，观测到的丰度表明，ArH $^+$主要存在于一个单独的种群的小的云总的视觉消光最多0.02兆克每云，其中的列平均分子分数是在范围$10^{-5} - 10^{-2}$，而OH $^+$和$\rm H_2O^+$主要存在于稍大的云与列平均分子分数$\sim 0.2$。这一分析证实了我们先前的建议，即氩分子离子是几乎纯原子气体的独特示踪剂。
2016-07-01 astro-ph.GA
GGCHEMPY: A pure Python-based gas-grain chemical code for efficient simulation of interstellar chemistry
在本文中，我们提出了一个新的气体颗粒化学代码星际云编写的纯Python（GGCHEMPY）。通过与高性能Python编译器Numba相结合，GGCHEMPY与基于Fortran的版本一样高效。借助Python功能，灵活的计算工作流和扩展成为可能。作为一个展示，GGCHEMPY被应用于研究三维投影对分子分布的一般影响，使用两个核心系统，可以很容易地扩展到更复杂的情况。通过比较两个重叠核和两个合并核的分子分布差异，总结出N2H+、HC3N、C2S、H2CO、HCN和C2H等典型的化学差异，这些差异可用于解释分子云的三维结构。
2021-10-21 astro-ph.GA
Dust evolution, a global view: III. Core/mantle grains, organic nano-globules, comets and surface chemistry
在IaS（THEMIS）的非均匀尘埃演化模型的框架内，这项工作详细研究了与核心/地幔星际和彗星颗粒结构及其对这些迷人颗粒性质的影响有关的表面过程和化学。看来，对星际颗粒表面的性质和化学反应性的现实考虑可以自洽地并在一个连贯的框架内解释：氧的异常消耗，CO暗气体的性质，“极地冰”地幔的形成，3 μ m水冰带上的红翼，在热核中观察到的富氧化学的基础，有机纳米球的起源和在彗星反射光谱中观察到的\sim 3.2 μ m“羰基”吸收带。提出了气相物种与星际介质中碳质a-C（：H）颗粒表面的反应，特别是原子氧以环氧官能团的形式掺入颗粒表面，是解释这些观测结果的关键。因此，宇宙尘埃的化学性质与星际气体的化学性质的关系比以前所认为的要密切得多。因此，目前的星际气体和尘埃化学模型很可能需要进行根本性的修改，以包括这些新的颗粒表面过程。
2021-11-08 astro-ph.GA
The Horsehead nebula, a template source for interstellar physics and chemistry
我们提出了一个总结，我们以前的调查的马头星云的物理和化学结构，并讨论这些研究如何导致进步的理解FUV辐射对致密的星际云的结构。特定的分子示踪剂可用于隔离不同的环境，这些环境对FUV辐射或密度的变化比分子气体的经典示踪剂更敏感：CO同位素或尘埃（亚）毫米连续辐射。它们包括FUV照射界面的HCO或CCH自由基，或冷致密核的分子离子H $^{13}$ CO $^+$、DCO $^+$和其他氘代物质（DNC、DCN）。我们讨论的背景下，赫歇尔和ALMA的未来前景。
2009-05-22 astro-ph.GA
Observational Constraints on the Physical Properties of Interstellar Dust in the Post-Planck Era
我们提出了一个综合的天文观测约束波长依赖的消光，发射和偏振星际尘埃从紫外线到微波波长的弥漫银河视线。代表性的固相丰度，这些视线也来自。鉴于普朗克卫星提供的偏振尘埃发射的敏感的新观测，我们特别强调尘埃偏振，包括连续偏振消光，偏振的碳质和硅酸盐的光谱特征，尘埃发射的波长依赖的偏振部分，光学偏振消光和远红外偏振发射之间的连接。总之，这些构成了一组约束，应该由弥漫的星际介质中的尘埃模型再现。
2021-01-18 astro-ph.GA
Structures and Properties of Known and Postulated Interstellar Cations
正离子在星际化学中发挥着重要作用，特别是在寒冷的环境中，化学被认为主要是离子驱动的。然而，与中性物种相比，大多数存在于天体化学反应网络中的阳离子在天体化学文献中没有完全表征。为了填补这一空白，我们进行了新的精确的量子化学计算，以确定262个阳离子的结构和能量，这些阳离子具有多达14个原子，这些原子被假定在星际化学中发挥作用。采用CCSD（T）/aug-cc-pVTZ//M06-2X/cc-pVTZ单点能计算方法计算了电偶极和总电子能。目前的工作补充了Woon和Herbst（2009）的研究，他们描述了星际化学中涉及的200种中性物质的结构和能量。两者合计，这两个数据集可以用来估计是否反应，假设在目前的天体化学反应网络，是可行的从热化学的角度来看，因此，以提高目前的网络用于模拟星际化学的可靠性。我们提供了一个实际的例子的潜在用途的阳离子加上中性数据集。结果表明，两个反应，涉及含硅离子和目前广泛使用的反应网络KIDA和UMIST，不能发生在冷ISM中，因为吸热。
2021-07-23 astro-ph.GA
Detection of interstellar HCS and its metastable isomer HSC: new pieces in the puzzle of sulfur chemistry
我们首次在星际空间中发现了硫代甲酰基自由基（HCS）及其亚稳异构体HSC。这些物质是在分子云L483附近被探测到的，这要归功于IRAM 30米望远镜在3毫米波段的观测。我们推导出7 e12 cm-2的HCS和1.8e11 cm-2的HSC，这转化为相对于H2的2 e-10和6 e-12，分别的分数丰度的光束平均柱密度。虽然这些自由基锁定的硫含量很低，但它们的检测可以对乌云中硫的化学性质提出有趣的限制。有趣的是，发现H2 CS/HCS丰度比相当低，约为1，与氧气类似物的情况下，其中H2 CO/HCO丰度比在乌云中约为10。此外，自由基HCS被发现比其氧类似物HCO更丰富。HSC的氧类似物亚稳物种HOC尚未在太空中观察到。这些观测限制面临的结果，最近的模型的化学硫在乌云。该模型低估了至少一个数量级的HCS的丰度分数，高估了H2 CS/HCS的丰度比，并没有提供一个亚稳异构体HSC的丰度预测。这些观测结果应该会促使人们对星际云中硫的化学性质进行修正。
2018-02-26 astro-ph.GA
Destruction of the interstellar dust by a supernova
Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院列别杰夫物理研究所）
研究超新星残骸中星际尘埃的破坏机制，探讨气体密度和金属licity对尘埃破坏的影响，发现不同环境下尘埃破坏存在快速完全和渐进弱化两种模式，指出尘埃冷却抑制破坏并提出尘埃质量与金属licity的线性关系。
2026-04-09 astro-ph.GA
The apparent anti-correlation between the mass opacity of interstellar dust and the surface-density of interstellar gas
最近对${\it Herschel}$观测结果的分析表明，在附近的盘星系中，$500 \, {\rm μm}$的尘埃质量不透明度$κ_{500}$随着气体表面密度$Σ_{\rm ISM}$的增加而降低（Clark等人，2019）。$κ_{500}$和$Σ_{\rm ISM}$之间的这种明显的反相关性与理论尘埃演化模型的预期行为相反;在这种模型中，在更密集、更冷的区域（即$Σ_{\rm ISM}$增加的区域）的尘埃倾向于增长，因此增加了$κ_{500}$。我们表明，使用一个玩具模型，沿视线的尘埃温度范围的存在下，可能会导致虚假的低估计值的$κ_{500}$。如果在$Σ_{\rm ISM}$较高的区域，尘埃温度的范围延伸到较低的值（这似乎是可能的），这种效应的大小可能足以解释$κ_{500}$和$Σ_{\rm ISM}$之间明显的反相关性。因此，可能不需要与理论预期相反的固有灰尘特性的空间变化。
2020-02-18 astro-ph.GA
Surface chemistry in the interstellar medium - I - H2 formation by Langmuir-Hinshelwood and Eley-Rideal mechanisms
H2的形成仍然是理解星际物理学的一个主要问题。我们根据最新的实验和理论数据研究了H2在星际介质中的形成。我们在Meudon PDR代码中实现了颗粒表面上的详细H2形成机制：i）考虑到扩散过程中不同尺寸的尘埃颗粒的贡献的Langmuir-Hinshelwood机制和ii）Eley-Rideal机制。我们表明，由于这些过程，即使在尘埃温度大于25 K的区域也可以形成H2。我们还表明，形成的Eley-Rideal机制可以是一个重要的来源加热的气体。我们推导出各种天体物理条件下的谱线强度。与通过在UV中的吸收的观察确定的标准形成相比，这种方法导致增强的H2形成速率。我们推导出一些等压和等容模型的H2线强度。
2012-02-02 astro-ph.GA
Interstellar dust modelling: Interfacing laboratory, theoretical and observational studies (The THEMIS model)
只有在有意义的理论框架内尊重和使用实验室数据对星际尘埃模拟材料施加的约束，才有可能构建可行的和物理上现实的星际尘埃模型。然后，这些物理尘埃模型可以直接与观测结果进行比较，而不需要进行任何调整来拟合观测结果。这样的模型通常无法实现经验模型所能实现的与观察结果的良好拟合。然而，物理现实的方法必然会导致更深入的洞察力和更全面的理解星际尘埃的性质和演变。基于（氢化）无定形碳和具有金属Fe和/或FeS纳米夹杂物的无定形硅酸盐的THEMIS建模方法似乎是朝着这个方向迈出的一步。
2015-11-25 astro-ph.GA
Small-scale clustering of nano-dust grains in turbulent interstellar molecular clouds [Extended version]
利用高分辨率（$1024^3$）可压缩等温流体动力学湍流模拟方法研究了纳米尺度颗粒（纳米尘埃）的成簇和动力学，模拟了星际介质中冷分子云内部的条件。纳米尺寸的颗粒可以在湍流中聚集（小尺度聚集），这显著增加了局部颗粒密度。再加上湍流运动导致的相互作用速率增加，星际纳米尘埃的聚集可能是合理的。
2018-11-23 astro-ph.GA
Dust evolution, a global view: IV. Tying up a few loose ends
这项工作是试图把本系列前面的论文中一些看似不同的松散的结果联系起来，形成星际介质中尘埃演化的全局观点。特别是，性质的碳氢化合物，红外吸收和发射带的载体进行了讨论的背景下，一个简单的聚六环分子的观点。探讨了星际尘埃地幔吸积和颗粒-颗粒凝聚成聚集体的顺序，以及它们对星际尘埃粒度分布、消光和尘埃热发射的影响。估计了吸积和凝聚对银河系和遥远星系中星际气尘比的影响。星际颗粒表面的环氧化物物种的重要性被重新访问和可能的和随之而来的连接之间的致密星际云尘和彗星尘埃探索。一个可能的连接和星际OCN含分子的套件的起源，和他们有趣的化学，进行了讨论。最后，推测氨基酸形成的途径及其作为宇宙中任何地方生命的普遍基础的可能性。
2018-04-27 astro-ph.GA
Photochemistry and astrochemistry: photochemical pathways to interstellar complex organic molecules
星际介质的特点是化学成分丰富多样。它的许多复杂的有机分子被认为是通过冰粒地幔中的自由基化学形成的。当星际冰（由水和其他挥发物组成）暴露在紫外线光子和其他解离辐射源下时，自由基很容易形成，如果足够移动，自由基可以反应形成更大，更复杂的分子。由此产生的复杂有机分子（COM）伴随着恒星和行星形成，并可能最终在新生行星上播种生命的起源。越来越复杂的实验已经证明，已知的星际COM以及前生物有趣的氨基酸可以通过冰的光化学形成。我们回顾这些实验，并讨论了定性和定量的动力学和机械的限制，他们提供的。最后，我们比较了紫外线辐射的影响与其他三个潜在的自由基生产和星际冰化学来源：电子，离子和X射线。
2016-09-11 astro-ph.GA
The interstellar medium in Andromeda's dwarf spheroidal galaxies: I. Content and origin of the interstellar dust
矮椭球星系是宇宙中数量最多的星系群之一，但其主要的形成和演化通道仍然没有得到很好的理解。仙女座星系的三颗矮球状卫星（NGC 147、NGC 185和NGC 205）具有非常不同的星际介质（ISM）特性，这可能表明它们处于不同的星系演化阶段。虽然De Looze等人（2012年）已经详细研究了NGC 205的尘埃含量，但我们提出了NGC 147和NGC 185的新赫歇尔尘埃连续体观测结果。NGC 147在赫歇尔SPIRE地图上的未探测到，对其尘埃质量（< 128 Msun）提出了强烈的限制。对于NGC 185，我们得到了总尘埃质量M_d = 5.1 × 10^3 Msun，这比ISO和斯皮策的观测结果高出2-3倍，证实了需要更长的波长观测来追踪更大质量的冷尘埃库。此外，我们还估算了渐近巨星分支（AGB）星和超新星（SNe）的尘埃产生量。对于NGC 147，尘埃质量的上限与演化的恒星星族注入的物质的预期一致。在NGC 185和NGC 205中，观测到的尘埃含量比AGB和SNe估计的尘埃产生量高一个数量级。有效的晶粒生长，并可能更长的尘埃生存时间（3-6 Gyr），以考虑到他们目前的尘埃含量。我们的研究证实了气相中晶粒生长的重要性，以解释目前星系中的尘埃库。
2016-04-22 astro-ph.GA
Surface Diffusion of Carbon Atoms as a Driver of Interstellar Organic Chemistry
本研究通过光激发脱附与共振增强多光子电离方法原位检测冰表面C原子，实验测定其表面扩散活化能为88 meV，发现其在星际冰上约22 K即可激活扩散并驱动复杂有机分子复杂性增加，揭示了碳加成化学在宇宙有机化学演化中的关键作用。
2023-08-04 astro-ph.GA
Systematic variations of interstellar linear polarization and growth of dust grains
给出了星际线性偏振曲线参数$K$和$λ_{\max}$之间观测关系的定量解释，它们分别表征了偏振极大值的宽度和波长。本文讨论了金牛座、变色龙、$ρ$ Oph和R CrA附近的57颗恒星的观测资料。星际尘埃颗粒的球状粒子模型早期应用于同时解释星际消光和偏振曲线在一个广泛的光谱范围内被利用。观察到的趋势$K \approx 1.7 λ_{\max}$被证明是最有可能的尘埃颗粒的增长，由于凝聚，而不是地幔吸积。本文讨论了硅酸盐粉尘颗粒平均尺寸与$K$和$λ_{\max}$参数的关系。
2013-03-10 astro-ph.GA
Interstellar dust revealed by light from cosmic dawn
该研究通过遥远星系光线遮蔽现象，发现宇宙最早时期可能存在碳尘埃，挑战了“当时恒星未演化至能产生此类物质”的传统观点。
2025-02-12 astro-ph.GA
The 2014 KIDA network for interstellar chemistry
用于研究星际介质中气体和冰的化学成分的化学模型是基于化学反应网络和相关的速率系数。这些反应和速率系数部分是根据文献中的数据编制的。我们在本文中介绍了kida.uva.2014，这是2012年首次发布的kida.uva公共气相网络的新更新版本。除了对许多具体更新的描述之外，我们还说明了与我们的网络kida.uva.2011的先前版本的结果相比，冷密云条件下分子预测丰度的变化。
2015-03-05 astro-ph.GA
Dust-gas chemistry in AGB outflows: Chemical modelling of dust-gas chemistry within AGB outflows I. Effect on the gas-phase chemistry
AGB流出的化学建模通常集中在内部区域的非热力学平衡化学或外部区域的光子驱动化学。我们包括，为第一次，全面的灰尘气体化学在我们的AGB流出化学动力学模型，包括灰尘气体相互作用和颗粒表面化学。尘埃被认为是在内部区域形成的，并遵循类似星际尘埃的大小分布。使用辐射转移模型，我们获得了富O和富C流出中不同尘埃类型的尘埃温度分布。我们计算了一个网格模型，采样不同的外流密度，漂移速度之间的灰尘和气体，和灰尘类型。粉尘-气体化学可显著影响气相组成，耗尽母种和子种，并通过颗粒表面形成随后解吸/溅射增加某些子种的丰度。它的影响取决于四个因素：外流密度，尘埃温度，初始成分，和漂移速度。最大的影响是较高密度的流出冷尘埃和O-丰富的母体物种，因为这些物种通常有一个较大的结合能。当漂移速度大于$\sim 10$ km s $^{-1}$时，冰幔会发生溅射，但是它们不会被完全破坏。尘气化学模型可以更好地再现所观察到的物种在O丰富的外流枯竭。当包括较冷的灰尘在富C流出和调整CS的结合能，在富C流出的耗尽也更好地再现。为了最好地解释高分辨率的分子线观测从AGB流出，灰尘-气体相互作用的化学动力学模型。
2019-09-24 astro-ph.GA astro-ph.SR
Interstellar Extinction and Elemental Abundances
星际介质中的元素以气体或尘埃的形式存在。星际灭绝和元素丰度对星际尘埃的组成、大小和数量提供了至关重要的限制。大多数灭绝模型的工作都假设尘埃形成元素的总丰度（包括气体和尘埃）--被称为“星际丰度”，“星际参考丰度”或“宇宙丰度”--是太阳和气相丰度独立于星际环境。然而，目前还不清楚太阳丰度是否是星际丰度的适当代表。与此同时，已知气相丰度随当地星际环境而呈现出明显的变化。在这项工作中，我们探讨了B星丰度的可行性，太阳和原太阳丰度，和原太阳丰度增加银河化学富集（GCE）作为星际丰度的适当代表，通过定量研究消光和元素丰度的十个星际视线，消光曲线和气相丰度的所有主要尘埃形成元素（也就是说，C、O、Mg、Si和Fe）。而不是假设一个特定的尘埃模型，然后拟合所观察到的消光曲线，对于每个视线，我们应用模型独立的Kramers-Kronig关系，它涉及到总的尘埃体积的波长积分消光，把一个下限的尘埃耗尽。这一点，加上观测得到的气相丰度，使我们能够排除B星，太阳和原太阳丰度作为星际参考标准。我们的结论是，GCE增强的原太阳丰度是一个可行的星际丰度的代表。
2020-11-18 astro-ph.GA
The Herschel exploitation of local galaxy Andromeda (HELGA) V: Strengthening the case for substantial interstellar grain growth
在本文中，我们考虑的尘埃和金属的分布在M31盘的影响。我们推导出平均径向尘埃分布使用的尘埃地图从赫歇尔图像的M31采样整个远红外（FIR）峰。修改后的黑体适合约4000像素的变化，以及一个固定的，灰尘发射率指数（β）。还使用从文献中收集的数据推导出总体金属分布。我们使用一个简单的分析模型的尘埃在一个星系中的恒星源和星际颗粒生长贡献的尘埃的演变，并适合这个模型的径向尘埃到金属分布在整个星系。我们的分析表明，M31中的尘埃-气体梯度比金属丰度梯度更陡，这表明星际尘埃的生长在M31中非常重要。我们认为，M31有助于建立一个宇宙尘埃的情况下，星系是大量的星际颗粒生长的结果，而从恒星的净尘埃生产可能是有限的。然而，我们注意到，恒星中尘埃产生的效率，例如，在我们的简单模型中，超新星（SNe）喷出物和/或恒星大气中的颗粒破坏和星际介质（ISM）中的颗粒破坏可能是简并的。我们可以得出这样的结论：在M31中，由吸积作用导致的星际颗粒生长可能至少与恒星尘埃产生通道一样重要。
2014-09-15 astro-ph.GA
Mechanochemical synthesis of Aromatic Infrared Band carriers. The top-down chemistry of interstellar carbonaceous dust grain analogues
星际空间有纳米到微米大小的尘埃颗粒。这些谷物中富含碳的成分发出红外波段的光，几十年来一直被望远镜和卫星远程观测。它们是天体化学尘埃演化的关键成分。大多数这些条带的精确载体仍然是未知的，并且在实验室中不能很好地再现。在这项工作中，我们展示了无序芳香族和脂肪族类似物的高能机械化学合成提供了星际相关的尘埃颗粒。碳基固体在氢气氛下的机械化学研磨产生的粒子与芳香族红外波段（AIB）发射的天体物理观测的光谱匹配。最能再现这些天文红外观测的类似物的H/C比在5 $\pm$ 2%的范围内。这个值远低于弥漫星际氢化无定形碳，另一个银河尘埃颗粒组分中观察到的吸收，它最有可能提供了一个约束的氢化程度最芳香碳尘埃颗粒载体。在AIB中观察到的7.4-8.3 $μ$ m范围内的宽带与氢含量相关，因此与所产生的类似物的结构演变相关。机械化学过程可以被看作是一个实验反应器，以刺激局部高能化学反应。它引入了键无序和氢化学附着在所产生的缺陷上，其效果类似于星际空间与固体的非常局部化的化学反应。从天体物理学的角度来看，这些实验室星际尘埃类似物将用于预测模拟星际条件下的尘埃颗粒演化，包括恶劣的辐射环境。这样的星际类似物提供了一个机会，以获得对其他恒星形成系统中物质循环的全球观点。
2020-04-06 astro-ph.GA
Interstellar Dust and Gas in the Heliosphere
进入日光层的星际尘埃和气体为我们提供了关于日光层和本地星际介质（LISM）的重要线索。我们从\emph{in situ}探测和吸收线数据得到的局部星际云（LIC）的图像提出了对云的起源和演化具有重要意义的问题。在地球上深海地壳和南极雪芯中发现的$^{60}$ Fe的新发现为超新星在形成LISM中的作用提供了证据。我们讨论了我们的模型的本地气泡内的LIC的演变和可能的解释超新星产生的尘埃的来源。
2020-07-14 astro-ph.GA
A nearby galaxy perspective on interstellar dust properties and their evolution
星际尘埃是星系的关键物理成分，它使恒星的形成变得模糊，调节气体的加热和冷却，并积累化学复杂性。在这篇手稿中，我对星际尘埃的性质和用于研究它的一些现代技术进行了广泛的回顾。我首先介绍了分子和固态物理学中的主要概念，这些概念是理解当代文献所必需的。然后，我回顾了我们目前使用的经验证据，以约束国家的最先进的尘埃模型。接下来是关于我们目前对邻近星系颗粒特性的理解的长时间讨论，重点是光谱能量分布建模的结果。下一章介绍了尘埃在所有尺度上的演化。我回顾了不同的微物理演化过程，以及它们在宇宙尘埃演化模型中的解释方式。我给出了我对不同金属丰度星系中星际尘埃起源的看法。最后一章是方法论。我介绍了贝叶斯方法，并将其与频率论技术进行了比较。我讨论了这两种方法的认识论后果，并说明为什么星际尘埃领域需要一个概率的观点。我总结了过去十年中取得的重大突破，并描绘了未来十年的一些前景。
2022-02-03 astro-ph.GA
A Unified Microscopic-Macroscopic Monte Carlo Simulation of Gas-Grain Chemistry in Cold Dense Interstellar Clouds
首次报道了冷星际云中气体-颗粒化学的统一的微观-宏观蒙特卡罗模拟，其中气相和颗粒表面化学均采用随机技术模拟。表面化学模拟与微观蒙特卡罗方法，其中化学发生在一个最初的平面上。表面化学网络由29个反应所引发的吸积物种H，O，C，和CO。四种不同的模型运行不同的，但均匀的物理条件，包括温度，气体密度，和扩散势垒解吸能量比。随着时间的增加，冰冷的星际地幔开始生长。我们的方法使我们能够确定冰的形态，逐层，作为时间的函数，并确定单个分子的环境或环境。我们计算出的丰度可以与冰和气相物种的观测结果以及其他模型的结果进行比较。
2012-09-25 astro-ph.EP astro-ph.GA
Sustained oscillations in Interstellar chemistry models
星际化学模型中的非线性行为已经被认识了25年。不同的机制解释了稳态下多个固定点的可能性，其特征在于气体的电离度。化学振荡也是非线性化学模型的自然行为。我们研究在何种条件下自发持续的化学振荡是可能的，什么样的分叉导致，或淬火，这种振荡的发生。方法.利用常微分方程积分器VODE对星际暗云气相化学模型的初始条件和参数空间进行了研究。我们还记得，在固定温度条件下的各种化学丰度的时间演化取决于密度对宇宙电离率nH/nH比值。我们还报告了自然持续振荡的发生有限，但定义明确的控制参数范围。振荡的周期是在星际过程的特征时间尺度范围内，并可能导致壮观的共振依赖于时间的模型。储层物质（C、CO、NH3等）振荡幅度通常小于因子2。然而，对于低丰度的物质，如HCN，ND 3，这些振幅达到10到1000倍，这可能在诊断中起关键作用。振荡的机制与氮的化学性质密切相关，需要长链的反应，如在多氘过程中发现的。
2020-10-22 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
The effects of local stellar radiation and dust depletion on non-equilibrium interstellar chemistry
星际化学对星系形成很重要，因为它决定了气体冷却的速度，并使我们能够预测离子和分子的可观测光谱线。我们探讨了星际介质（ISM）的化学建模的两个核心方面：（1）本地恒星辐射的影响，电离和加热气体，和（2）金属耗尽到尘埃颗粒，这减少了丰富的金属在气相中。我们运行高分辨率（400 M $_\odot$每个重子粒子）模拟孤立的盘星系，从矮星到银河系质量，使用FIRE星系形成模型与CHIMES非平衡化学和冷却模块。在我们的基准模型中，我们耦合的化学物质的恒星通量计算从恒星粒子使用近似的辐射转移计划，我们实现了一个经验的密度依赖处方的金属耗尽。为了比较，我们还运行模拟与空间均匀的辐射场，没有金属耗尽。我们的基准模型广泛地再现了观测到的HI和H2质量随恒星质量的变化趋势，以及[CII] 158 $μ$ m、[OI] 63 $μ$ m、[OIII] 88 $μ$ m、[NII] 122 $μ$ m和H $α$ 6563 A的线光度随恒星形成率的变化趋势。我们的模拟与均匀的辐射场预测微弱的光度，由高达一个数量级的[OIII] 88 $μ$ m和H $α$ 6563 A，而忽略金属耗尽增加了碳和氧线的亮度的一个因素$\approx$ 2。然而，星系的整体演化并没有强烈地受到局部恒星通量或金属耗尽的影响，除了在矮星系中，包含局部通量导致较弱的流出，因此更高的气体分数。
2022-08-30 astro-ph.GA
Iron: A Key Element for Understanding the Origin and Evolution of Interstellar Dust
铁的起源和消耗不同于构成星际尘埃的所有其他丰富的难熔元素。铁主要在Ia型超新星（SNe Ia）和核心坍缩超新星（CCSN）中合成，并存在于AGB恒星的流出物中。只有后两者被观测到是星际尘埃的来源，因为对超新星Ia中尘埃的搜索提供了强有力的证据，证明它们的喷出物中没有任何明显的尘埃质量。因此，超过65%的铁以气态形式注入ISM中。然而，在ISM中沿着许多视线进行的紫外线和X射线观测表明，与预期的太阳丰度相比，铁在气相中严重耗尽。丢失的铁，占总量的90%左右，被认为被锁定在星际尘埃中。这表明，大部分缺失的铁必须通过冷吸积从ISM气体中沉淀到预先存在的硅酸盐，碳或复合颗粒上。因此，铁是唯一一种需要大部分生长发生在传统恒星凝聚源之外的元素。这是一个强有力的声明，不依赖于我们对ISM中粉尘破坏效率的不断发展的理解。将这些复合颗粒的物理、光学和化学性质与它们的许多观测表现结合起来，是理解星际尘埃的性质和起源的一个重大挑战。
2016-05-06 astro-ph.GA
Models of Diffuse Hα in the Interstellar Medium: The Relative Contributions from In Situ Ionisation and Dust Scattering
利用光电离和尘埃散射的三维蒙特卡罗辐射传输模型，我们探讨了在银河系和其他星系的星际介质中观察到的广泛扩散的H $α$发射的不同组成部分。我们调查的相对贡献的H $α$从电离气体和H $α$，起源于H{ \sc ii}地区附近的银河系中平面和散射的弥漫星际介质的高海拔尘埃的复合发射。对于辐射传输模拟，我们考虑两种几何形状的星际介质：一个三维分形几何，再现了银河系中的氢推断的平均密度结构，和密度结构从磁流体动力学模拟的超新星驱动的湍流星际介质。虽然一些视线接近H{ \sc ii}区域可以由散射光占主导地位，但总体而言，我们发现在我们的模拟中，总H $α$强度的不到$\sim 20\%$可以归因于尘埃散射。我们的研究结果的散射H $α$的相对贡献是一致的，与以前的观测和理论分析。我们还调查了尘埃散射和原位电离的高密度尘埃云的扩散气体的相对贡献。在这些部分电离云中的尘埃散射对H $α$的总强度贡献了$\sim 40\%$。
2014-11-21 astro-ph.GA
Dusting off the diffuse interstellar bands: DIBs and dust in extragalactic SDSS spectra
利用超过150万的河外光谱，我们研究了银河系中神秘的弥漫星际带（DIBs）的性质。这些数据为我们提供了一个前所未有的高银河系纬度和低尘埃柱密度的天空样本。我们提出了我们的方法，研究8个DIBs的等效宽度与尘埃消光和一些原子种类的相关性，以及四个DIBs - 5780.6A，5797.1A，6204.3A和6613.6A -在近15000平方度的分布。如前所述，DIBs的强度与灭绝相关，因此不可避免地相互关联。然而，我们表明，DIBs甚至可以存在于无尘区域。此外，我们发现，DIBs与灰尘的相关性在天空中变化显着。相对于灰尘的预期，DIB密度不足或过高，通常分布在数百平方度。这些补丁是不同的四个DIB，表明他们不太可能来自同一个载体，如前所述。
2014-12-01 astro-ph.GA
The chemistry of chlorine-bearing species in the diffuse interstellar medium, and new SOFIA/GREAT observations of HCl$^+$
我们重新审视了含氯物质在弥漫性星际介质中的化学性质，并对HCl $^+$分子离子和新的天体化学模型进行了新的观测。利用SOFIA上的GREAT仪器，我们观测到HCl分子$^+$在1444 GHz附近向亮THz连续谱源W49 N的$^2Π_{3/2}\, J = 5/2 - 3/2$跃迁。我们检测到与背景源无关的扩散前景气体的吸收，从而能够测量HCl $^+$沿视线的分布。我们解释了观测数据使用更新版本的天体化学模型以前使用的理论研究氯轴承星际分子。发现HCl $^+$的丰度相对于相关的H $_2$ Cl $^+$离子几乎恒定，但观察到的$n({\rm H_2Cl^+})/n({\rm HCl^+})$丰度比超出我们的天体化学模型的预测一个数量级。这种差异表明，${\rm H_2Cl^+}$的主要破坏过程（解离重组）的速率被显着高估了。对于HCl $^+$，模型预测可以提供与沿W49 N视线观察到的柱密度的令人满意的拟合，同时考虑${\rm OH^+}$和${\rm H_2O^+}$柱密度。
2021-06-01 astro-ph.GA
Dust evolution, a global view: I. Nano-particles, nascence, nitrogen and natural selection . . . joining the dots
在IaS（THEMIS）的非均匀尘埃演化模型框架内探索了纳米颗粒在星际化学及其他方面的作用和重要性，重点关注其活性表面化学（nascence），氮掺杂的影响和有趣的纳米颗粒子结构的自然选择。纳米粒子驱动的化学，特别是内在的环氧树脂型结构的作用，可以提供一个可行的路线，以观察到的气相OH在稀薄的星际云途中成为分子云。沥青质中富含芳烃的部分可能为富含芳烃的星际碳质颗粒中存在的结构提供了一个可行的模型。所观察到的这种纳米颗粒结构与氮的掺杂，如果也普遍存在于星际尘埃中，可能会对表面化学和前体前生物物种的形成产生重要和可观察的后果。
2021-11-08 astro-ph.GA
The physical and compositional properties of dust: what do we really know?
目前星际尘埃研究中的许多东西都被许多社区所理解。例如，人们普遍认为星际尘埃只由三种成分组成，即，天文硅酸盐，石墨和多环芳烃，我们对这些的理解现在是完整的，足以解释星系中尘埃的天文观测。对于零阶，这是合理的近似。然而，虽然这三个支柱的尘埃模型在过去几十年中对推进我们的理解是有用的，但现在很明显，它们不足以解释从一个区域到另一个区域观察到的尘埃性质的演变。因此，现在是时候放弃三大支柱的方法，并寻求物理上更现实的星际尘埃类似物。对从陨石、行星际尘埃颗粒和星尘任务中提取的太阳前颗粒的分析，以及对X射线散射和吸收观测结果的解释，都支持这样一种观点，即我们目前对星际尘埃成分的看法确实过于天真。这项检讨的目的，是指出我们现时的意见在哪些地方较为稳妥，而更重要的，是指出我们现时的意见在哪些地方并不稳妥，因此我们必须重新考虑我们的意见。为此目的，星际尘埃的10个方面将在当前的观测、实验、建模和理论约束条件下，根据其有效性进行仔细检查和重新评估。从这个分析中可以得出结论，我们确实需要重新评估许多与我们认为我们真正了解的星际尘埃有关的基本假设。特别是，很明显，解开自然尘埃在星际介质中的演化可能是显着推进我们目前对星际尘埃的理解的关键。...
2014-11-24 astro-ph.GA
Spatial distribution of interstellar dust in the Sun vicinity, comparison with neutral sodium-bearing gas
星际尘埃和气体的3D断层扫描在许多方面都很有用，从ISM本身的物理和化学演变到CMB的前景净化，或者对特定物体环境的各种研究。我们的目标是在250秒差距内提供更精确的星际尘埃和气体云距离信息。我们采用最好的校准方法，仔细筛选一组恒星Stromgren测光数据具有依巴谷视差和光谱类型分类的目标。我们结合了大约6,000颗恒星的星际距离和视差距离，建立了当地尘埃的3D断层扫描。我们使用的反演方法的基础上正则化贝叶斯方法和最小二乘准则。我们获得了3D地图的不透明度和距离的主要含尘云与250 pc。我们计算了太阳和立方体边界之间的综合消光，并与来自红外2D地图的总星系消光进行了比较。我们还比较了不透明度分布与星际中性钠的3D分布，这是由钠柱向大约1,700颗目标星的反转产生的。我们的地图显示，与南方相比，北方的高纬度尘埃不透明度更大，而气体地图没有显示出相同的不对称性，这表明在小距离处尘埃与气体比率的极性不对称性。
2010-02-24 astro-ph.GA
Effects of turbulent dust grain motion to interstellar chemistry
理论研究表明，尘埃颗粒通常在湍流的星际气体中快速移动，这可能通过改变颗粒吸积对星际化学产生重大影响。在这项工作的基础上的数值气体-颗粒化学模拟的影响进行了研究。在典型的暗云环境中，颗粒运动效应的主要特征可概括为：1）气相含量减少（中性和离子）丰度和表面丰度增加了2-3个数量级; 2）现有的化学跳跃向气相物种的早期演化年龄和向表面物种的晚期演化年龄移动了约10倍;（3）在少数例外情况下，某些物种对这种效应不敏感，而另一些物种则表现出相反的行为。这些效应通常从大约10^5年的典型DC模型年龄开始出现。在典型的冷中性介质（CNM）中，颗粒的运动可以帮助克服库仑排斥势垒，使阳离子能够有效地吸积到带正电的颗粒上。因此，晶粒运动大大提高了一些气相和表面物种的丰度的因素高达2-6个或更多的数量级的CNM模型。在典型的分子云（MC）中，颗粒运动效应介于DC和CNM模型之间，但强度较弱。在典型星际介质的化学模拟中，颗粒的运动是一个需要考虑的重要因素。
2015-12-08 astro-ph.GA
Interstellar Dust Grains: Ultraviolet and Mid-IR Extinction Curves
星际尘埃在塑造星际介质的详细结构方面起着核心作用，因此强烈影响恒星的形成和星系的演化。尘埃消光是我们理解星际尘埃的主要支柱之一，同时也是解释遥远天体（包括已解析和未解析星系）观测结果的限制因素之一。紫外（UV）和中红外（MIR）波长区域显示了尘埃、碳质和硅酸盐物质的主要成分的特征，因此为详细的消光曲线研究提供了最富有成效的途径。我们目前的灭绝曲线图强烈偏向于银河系附近的区域。在本星系群（主要是麦哲伦云）中测量到的少量紫外线消光曲线清楚地表明，尘埃性质的范围比从银河系局部区域的紫外线消光特征推断的范围要广得多。获得所有尘埃本星系群的UV和MIR消光测量的统计学显著样本将首次为了解各种环境中的尘埃颗粒提供基础。获得这样的观测结果需要敏感的中波紫外线、蓝光和中红外成像，以及后续的数千个源的R ~ 1000光谱。这样的普查将彻底改变我们对尘埃性质对当地环境的依赖性的理解，提供尘埃对观测的影响的经验描述以及对尘埃颗粒和演化模型的强约束。
2019-03-24 astro-ph.GA
The chemistry of interstellar molecules containing the halogen elements
虽然它们只是星际介质的次要成分，但含卤素分子因其独特的热化学性质而受到特别关注。在这里，我们提出了一个理论研究的化学星际分子含有卤素元素氯和氟。我们模拟了扩散和密集的分子云，利用更新的估计率的几个关键的化学过程。我们目前的预测已被检测到的三个卤素分子的丰度在星际介质：HF，CF+和HCl。在我们以前的研究含氟星际分子，我们预测HF是主要的气相水库氟内扩散和密集的分子云，我们预计赫歇尔空间天文台检测到广泛的吸收HF J=1-0过渡。我们更新后的模型现在高估了CF+丰度，相对于猎户座酒吧的观测结果，这一差异已经扩大，因为我们现在采用的CF+解离重组率的实验室测量值小于我们以前采用的估计值。这种不一致表明，C+与HF的反应比我们模型中假设的捕获速率进行得更慢;实验室测量这种反应速率将是非常可取的。我们的模型预测扩散云盐酸丰度是类似于先前预测和检测到暂定对zeta Oph。另外两个物种是潜在的可检测的光解区域：H2 Cl+和HCl+分子离子。Ortho-H2 Cl+在地面可观察到的毫米光谱区域中具有最低跃迁，而HCl+的最低转动跃迁可以用赫歇尔的HIFI仪器观察到。
2009-10-10 astro-ph.GA
UV-driven chemistry in simulations of the interstellar medium. I. Post-processed chemistry with the Meudon PDR code
我们的主要目的是估计的影响，假设均匀的密度在PDR化学模型的视线相比，一个更现实的分布，总气体密度可能会有几个数量级的变化。本文的第二个目标是估算CO（J = 1-> 0）线不能正确跟踪的分子氢的量，即所谓的“暗分子气体”。我们使用的结果从磁流体动力学（MHD）模拟作为一个模型的密度结构中发现的湍流扩散ISM没有恒星形成活动。Meudon PDR代码然后通过该模型应用于许多视线，以导出它们的化学结构。据发现，相比于均匀密度假设，最大化学丰度为H2，CO，CH和CN增加了一个因素2至4时，考虑到密度波动的视线。CO，CH和CN的柱密度相对于那些H2的相关性也被发现是在更好的整体协议与观测。例如，在N（H2）> 2.10 ^{20} cm-2时，虽然观测表明d [log N（CO）]= d [log N（H2）]= 3.07 +/-0.73，但我们发现，当假设密度均匀时，d [log N（CO）]= d [log N（H2）]= 14，当包括密度波动时，d [log N（CO）]= d [log N（H2）]= 5.2。
2012-05-25 astro-ph.GA
Chemical Kinetics Simulations of Ice Chemistry on Porous Versus Non-Porous Dust Grains
星际尘埃颗粒物质的孔隙度很难定义，尽管最近的研究表明这些颗粒可能是高度多孔的。除了影响尘埃的光学性质外，孔隙度还可能影响尘埃颗粒表面的化学反应，通过增加表面积，增强局部结合能，以及在颗粒上形成冰帽时将分子捕获在孔隙内的可能性。通过计算动力学模拟，我们研究星际颗粒表面化学和冰的成分是如何受到底层尘埃颗粒材料的孔隙度的影响。使用一个简单的程序，理想化的三维尘埃颗粒的构造，原子由原子，不同程度的孔隙度。扩散化学，然后在这些表面上模拟使用非晶格微观蒙特卡罗化学动力学模型，MIMICK，假设物理条件适合暗星际云。在多孔的颗粒表面上，主要由水组成的冰帽的积聚导致孔隙被覆盖，留下空的口袋。一旦孔隙被完全覆盖，化学和结构行为与相同尺寸的无孔颗粒相似。颗粒孔隙存在的最突出的化学效应是捕获在颗粒表面上形成的分子氢，在颗粒孔隙内的冰和空隙内。以这种方式捕获H2可能表明，当冰开始形成时，其他挥发性物质，如不包括在这些模型中的惰性气体，可能被捕获在尘埃颗粒多孔结构中。
2021-04-27 astro-ph.GA
Interstellar extinction and polarization -- A spheroidal dust grain approach perspective
我们扩展和调查的球状模型的星际尘埃颗粒用于同时解释所观察到的星际消光和偏振曲线。我们比较了我们的模型与其他作者最近提出的类似模型，研究它的性质，并应用它来拟合归一化消光$A(λ)/A_{\rm V}$和偏振效率$P(λ)/A(λ)$在近红外到远紫外区域的几个恒星看到通过一个大的云。我们的结论是，模型参数$Ω$是视线和磁场方向之间的角度可以或多或少可靠地确定从理论和观测的比较。这为利用多波长光度和偏振观测研究星际磁场的空间结构开辟了一条道路。
2010-01-10 astro-ph.GA
Interstellar Extinction and Elemental Abundances: Individual Sight Lines
虽然银河系星际消光曲线和尘埃形成元素的气相丰度在不同的视线之间表现出相当大的变化，但大多数尘埃消光建模工作都是针对银河系平均消光曲线，这是通过对许多不同气体和尘埃性质的云进行平均而获得的。因此，关于尘埃性质和星际环境之间关系的任何细节都丢失了。在这里，我们利用空间望远镜获得的大量灭绝和元素丰度数据，探索大量个体视线的尘埃特性。我们对每个视线的观测消光曲线进行建模，并推导出主要尘埃形成元素的丰度（即，C、O、Si、Mg和Fe）需要捆绑在灰尘中（即，粉尘损耗）。然后，我们面对的衍生粉尘损耗与所观察到的气相丰度的这些元素，并调查环境对粉尘的属性和元素损耗的影响。研究发现，对于大多数的视线，星际氧原子完全被气体和尘埃所容纳，因此似乎不存在“丢失氧气”的问题。对于那些视缐上氢柱密度为$A_V/N_H$ $>$ 4.8 $\times$ 10 $^{-22}$ mag cm $^2$ /H的恒星，即使星际C/H、Si/H、Mg/H和Fe/H丰度被假设为银河系化学演化增加的原太阳丰度，也缺乏制造尘埃的C、Si、Mg和Fe元素来解释观测到的消光。
2021-11-06 astro-ph.GA
Galactic dust evolution with rapid dust formation in the interstellar medium due to hypersonic turbulence
湍流可以通过分子的吸积来显著加速尘埃颗粒的生长。对于与气体动态耦合的尘埃，增长率与马赫数的平方成比例，这意味着增长时间尺度可以很容易地减少一个数量级以上。因此，限制时间尺度是分子云形成的速率，这意味着ISM中的尘埃产生可以迅速达到解释在高红移下观测到的尘埃质量所需的水平。因此，湍流可能是解决高红移星系尘埃演化模型中的补充问题的方法，并解释了在$z = 7 - 8$看到的尘埃质量。一个简单的分析银河尘埃演化模型，其中晶粒生长很好地补偿了预期的更高速率的尘埃破坏超新星冲击。与以前的同类模型相比，该模型更简单，依赖的假设更少，似乎更适合从观测中获得的数据。
2019-11-28 astro-ph.GA
The Widespread Presence of Nanometer-size Dust Grains in the Interstellar Medium of Galaxies
星际尘埃的大小分布范围很广，从几埃的超小颗粒到微米级的颗粒。虽然在银河系星际介质中存在纳米尺寸的尘埃颗粒是在60年前推测的，并且之前是基于早期的红外观测提出的，但一直缺乏对其在广泛环境中的特性的系统和直接分析。在这里，我们报告了纳米大小的尘埃颗粒的检测，这些尘埃颗粒似乎普遍存在于各种各样的天文环境中，从银河系的高纬度云到附近的恒星形成星系和核活动水平较低的星系。在斯皮策/IRS的数据中，这种颗粒群的普遍性最终被揭示为波长短于10μm的突出的中红外连续辐射，其特征是温度为~300- 400 K，明显高于典型银河系环境中常见的亚微米尺寸颗粒的平衡温度。我们提出，这种普遍存在的、无特征的热尘成分的最佳载体是非常小的碳质（例如，石墨）通过单光子吸收瞬时加热的纳米尺寸的颗粒。这些颗粒占5-3000μm红外辐射总量的1.4%，占星际尘埃总量的0.4%。
2018-09-18 astro-ph.GA
Dust/ice mixing in cold regions and solid-state water in the diffuse interstellar medium
在寒冷的宇宙环境中，冰是从硅酸盐尘埃中物理分离出来的，还是与单独的硅酸盐部分混合在一起，这一点还不得而知。然而，不同的晶粒模型给出了非常不同的晶粒组成和温度。本研究的目的是比较实验室硅酸盐颗粒/水冰混合物的中红外光谱与天文观测，以评估星际和星周环境中存在的尘埃/冰混合物。实验室的数据可以解释观测假设合理的质量平均温度的原恒星信封和原行星盘表明，相当大一部分的水冰可能与硅酸盐颗粒混合。基于实验室数据和红外观测的结合，我们提供了在弥漫的星际介质中存在固态水的证据。我们的研究结果对未来试图调查宇宙尘埃颗粒类似物的实验室研究以及未来试图确定不同天体物理环境中颗粒的结构，成分和温度的观测具有影响。
2020-08-25 astro-ph.GA
Modelling the spinning dust emission from dense interstellar clouds
多环芳烃的电偶极辐射常被用来解释反常的微波辐射现象。这种分配是基于所观察到的中红外发射的多环芳烃和AME之间的紧密相关性，以及旋转灰尘和宽带AME光谱模型之间的良好协议。到目前为止，AME经常在弥漫的星际介质中被大规模探测到，最近在普朗克数据的帮助下，在众所周知的稠密分子云中对AME进行了详细的研究。虽然人们对旋转尘埃排放的物理特性给予了很大的关注，但尚未详细考虑不同局部物理条件的影响。我们的目标是研究具有真实物理条件和辐射转移的星际云中出现的旋转尘埃辐射。我们使用Compiegne等人的DustEM代码来描述所有尘埃种群的灭绝和红外发射。如Silsbee等人所述，旋转粉尘排放是用SpDust获得的，我们将其与DustEM结合。我们进行了充分的辐射转移模拟，并仔细估计当地的气体状态作为星际云内的位置的函数。我们发现，旋转尘埃排放的主要离子的丰度是敏感的，我们提出了一个简单的计划来估计这些丰度。我们还研究了改变宇宙射线速率的影响。在稠密的介质中，辐射转移是强制性的，我们表明，旋转和中红外发射率的多环芳烃之间的关系不再是线性的，旋转的灰尘排放实际上可能是强大的云中心的中红外多环芳烃排放是弱的。这些结果提供了新的方法来跟踪从弥漫到稠密介质的晶粒生长，并将有助于在星际云尺度上的AME的分析。
2011-09-01 astro-ph.GA
Detection of Interstellar HC$_4$NC and an Investigation of Isocyanopolyyne Chemistry under TMC-1 Conditions
本文报道了用绿岸望远镜首次在星际介质中对TMC-1分子云进行的HC $_4$ NC的天文探测，其最小意义为$10.5 σ$。使用MCMC分析，HC $_4$ NC的总柱密度和激发温度分别确定为$3.29^{+8.60}_{-1.20}\times 10^{11}$ cm $^{-2}$和$6.7^{+0.3}_{-0.3}$ K。除HC $_4$ NC外，还可明确检出HCCNC，但未明确检出HC $_6$ NC。我们建议，解离重组的质子化氰基聚炔，HC $_5$ NH $^+$，和质子化异氰酸酯聚炔，HC $_4$ NCH $^+$，是HC $_4$ NC的主要形成机制，而其破坏是由简单离子和原子碳的反应占主导地位。与建议的化学网络，观察到的HC $_4$ NC和HCCNC的丰度再现令人满意。
2020-08-27 astro-ph.GA
Aromatics and Cyclic Molecules in Molecular Clouds: A New Dimension of Interstellar Organic Chemistry
天体化学是天文学、化学和分子物理学的结合点。根据精确的实验室数据，在星际介质中已经鉴定出200多种熟悉和奇异的分子，其中绝大多数是通过其独特的旋转指纹。尽管有这么多的工作，但在无线电波段，尽管在过去50年里进行了长期和持续的努力，但仍然缺乏地球化学基本组成部分-五元环和六元环-的证据。相比之下，一种特殊的结构基序，高度不饱和的碳在链状排列中，在空间中相当常见。最近在黑暗的分子云TMC-1中发现了最简单的芳香腈--氰基苯，不久之后又在其他的恒星前和可能的原恒星来源中发现了这种物质，这表明芳香化学可能在恒星形成的最早阶段广泛存在。随后在TMC-1中发现的氰基环戊二烯甚至氰基萘提供了进一步的证据，表明相当复杂的有机分子很容易在具有高视觉消光但低温和低压非常低的区域合成。这篇评论的重点是实验室的努力，现在正在进行了解丰富的过渡区之间的线性和平面碳结构，使用微波光谱。我们目前的检测方法的主要特点，优点和缺点，在空间和实验室中发现的分子类型的讨论，以及正在开发的方法来识别复杂混合物中的全新物种。着重于烃的氰化和苯的形成从无环前体的研究突出，是同位素研究可能发挥的作用，在阐明环形成的化学途径。
2021-03-17 astro-ph.GA
A three-phase approach to grain surface chemistry in protoplanetary disks: Gas, ice surfaces and ice mantles of dust grains
我们研究了颗粒表面反应对原行星盘化学的影响，其中气体，冰表面层和尘埃颗粒的冰地幔被认为是三个不同的阶段。气相和粮食表面化学被发现主要是由光反应和尘埃温度梯度驱动。冰盘内部有三个不同的化学区域：（i）具有低FUV通量和温暖尘埃的内部中平面（$\gtrsim 15$ K），导致形成复杂的有机分子，（ii）具有较高的FUV从ISM和冷尘埃，其中氢化反应占主导地位，（iii）在中平面上方但在水凝结前沿下方的分子层，其中冰的光解影响气相组成。一些常见的基团，例如，CN和C $_2$ H，表现出两层垂直结构，并在CO光解锋和水凝结锋附近丰富。对于许多气相分子，由于减少的解吸，三相近似通常导致比两相模型更低的垂直柱密度，例如，H $_2$ O、CO $_2$、HCN和HCOOH减少$\sim$两个数量级。最后，我们发现，许多观察到的气相物种起源于附近的水凝结锋;光过程确定其列密度不显着变化的关键磁盘属性，如质量和灰尘/气体比。
2019-10-02 astro-ph.GA
Molecule-specific diffusion and desorption of interstellar ices on carbonaceous dust
National Central University（中央大学）；Max Planck Institute für Astronomie（马克斯·普朗克天文研究所）；Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）
通过实验室研究发现，星际冰在碳质尘埃上的扩散与脱附具有分子特异性，尘埃-冰界面会影响冰的结构和脱附动力学，为天文观测和星际冰化学模型提供了新约束。
2026-08-13 astro-ph.GA
Interstellar absorption and dust scattering
本文介绍了如何利用XMM-Newton和Chandra等天文台的X射线观测，通过光谱特征和散射晕成像研究星际介质的气体与尘埃性质，揭示元素丰度、耗损及尘埃分布。
2022-09-12 astro-ph.GA
Interstellar X-ray Absorption and Scattering
School of Mathematics and Physics, Anhui Jianzhu University（安徽建筑大学数学与物理学院）；Department of Physics and Astronomy, University of Missouri（密苏里大学物理与天文学系）；Key Laboratory of Particle Astrophysics, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所粒子天体物理重点实验室）
本文改进了星际X射线吸收和散射数据，通过更新原子截面、星际丰度和尘埃物理模型，提高了数据准确性。
2026-05-09 astro-ph.GA
