A machine-learning-driven dataset of 144,111 polycyclic aromatic hydrocarbon infrared spectra for interpreting aromatic infrared bands
Guangxi University（广西大学）；Laboratory for Relativistic Astrophysics, Department of Physics, Guangxi University（广西大学物理学院相对论天体物理实验室）；Center for Applied Mathematics of Guangxi (Guangxi University)（广西应用数学中心（广西大学））
该研究构建了144111个PAH红外光谱的ML-DH数据集，补充了现有光谱库，可用于解释和模拟JWST及未来红外任务的AIB观测。
2026-10-16 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Polycyclic Aromatic Hydrocarbons with armchair edges and the 12.7 μm band
在这封信中，我们报告的密度泛函理论计算结果的中型中性多环芳烃（PAH）分子扶手椅边缘。这些PAH分子在3 μm附近和指纹区（10-15 μm）具有较强的C-H伸缩和弯曲模，在12.7 μm附近具有较强的环状变形模。仔细阅读NASA艾姆斯多环芳烃数据库中的条目表明，多环芳烃的环变形模式很常见-尽管通常很弱。我们认为，NC >65的扶手椅型多环芳烃是HII区12.7 μm芳香族红外波段的主要来源，并讨论了其生命周期的天体物理意义。
2014-10-08 astro-ph.GA physics.chem-ph
Formation of interstellar complex polycyclic aromatic hydrocarbons: Insights from molecular dynamics simulations of dehydrogenated benzene
小的有机分子被认为是复杂的星际多环芳烃（PAH）形成的基础。然而，潜在的化学机制仍然不清楚，特别是关于星际尘埃的作用。利用分子动力学，我们模拟了脱氢苯分子在气相中或在洋葱状碳纳米颗粒（NP）表面的化学反应。该反应导致复杂结构的多环芳烃的形成。所形成的分子的大小被发现大致增加，随着温度的升高到800 K，并与脱氢的水平。形貌分析表明，在高温下形成了含有多达32个碳原子的大环。采用密度泛函理论（DFT）计算方法，研究了反应的基本途径.密度泛函理论的结果定量地证实了反应活性与脱氢水平之间的相关性，以及稳定C-8环的形成。此外，在NP表面上形成的纳米结构指向星际富勒烯和碳洋葱的可能的逐层形成机制。
2020-09-16 astro-ph.GA astro-ph.SR
Analytic formulas for frequency and size dependence of absorption and scattering efficiencies of astronomical polycyclic aromatic hydrocarbons
在最近的两篇系列论文中，我们在MRN型星际尘埃模型的背景下分析了天文硅酸盐和石墨颗粒消光光谱的频率和尺寸分布依赖性。这些颗粒被认为是均匀的球体，遵循非常常用的幂律$(a^{-3.5})$尺寸分布。在1000 ~ 22500 nm波长范围内，得到了石墨和硅酸盐颗粒的解析公式，并证明了它们的实用性。在本文中，我们提出了星际尘埃模型的另一个重要组成部分，即多环芳烃（PAHs）的散射和吸收光谱的解析公式。多环芳烃的相对贡献消光{ \it vis}碳经典颗粒已被检查。
2012-02-23 astro-ph.GA
Variations in the 6.2 $μ$m emission profile in starburst-dominated galaxies: a signature of polycyclic aromatic nitrogen heterocycles (PANHs)?
多环芳烃（PAH）的特征曲线，特别是6.2 $μ$ m的特征分析，可以表明存在的氮纳入其芳环。在这项工作中，从斯皮策/IRS ATLAS项目（Hernán-Caballero & Hatziminaoglou 2011）中提取了155个主要以星暴为主的星系（例如，包括HII区域和Seyferts），拟合了它们的6.2 $μ$ m轮廓，使它们能够分为Peeters的A，B和C类（Peeters et al. 2002）。这些星系中有67%属于A类，31%属于B类，2%属于C类。目前，A类来源，对应于6.22 $μ$ m附近的中心波长，似乎只能用多环芳香氮杂环来解释（PANH，Hudgins等人，2005年），而B类可能代表多环芳烃和PANH排放物之间的混合物，或不同的PANH结构或电离状态。因此，这些光谱表明，这些星系的星际介质（ISM）中存在大量的PANH，这可能与它们的恒星爆发主导的排放有关。这些结果还表明，PANHs构成了宇宙中另一个氮的储存库，除了ISM的气相和冰中的氮。
2018-01-11 astro-ph.GA
Full-spectrum infrared fingerprinting: A transformative AI paradigm for interstellar polycyclic aromatic hydrocarbons
Guangxi University（广西大学）
本文提出一种基于机器学习的AI范式，通过全谱红外指纹分析多环芳烃，实现高精度分类，提升对星际介质化学复杂性的理解。
2026-06-05 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Machine-learning identified molecular fragments responsible for infrared emission features of polycyclic aromatic hydrocarbons
本文利用扩展连通性指纹和随机森林，从14,124个PAHs光谱中识别影响各红外波段的关键分子片段，并以补充表格支持UIE载体判定。
2023-07-17 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Detection of the Aromatic Molecule Benzonitrile ($c$-C$_6$H$_5$CN) in the Interstellar Medium
多环芳烃和多环芳香氮杂环被认为在整个宇宙中广泛存在，因为这些分子可能是造成不明红外波段的原因，这是一组在许多银河系和河外来源中看到的发射特征。尽管预期它们普遍存在，但天文学上对特定芳香分子的识别已被证明是难以捉摸的。我们介绍了苯甲腈（$c$ -C $_6$ H $_5$ CN）的发现，它是星际介质中最简单的含氮芳香分子之一。我们观察到超精细分辨跃迁的苯甲腈从分子云TMC-1的发射。简单的芳香族分子，如苄腈，可能是多环芳烃形成的前体，提供了一个化学链接到载体的身份不明的红外波段。
2018-01-12 astro-ph.GA
Machine-learning prediction of infrared spectra of interstellar polycyclic aromatic hydrocarbons
我们设计并训练了一个神经网络（NN）模型来有效地预测星际多环芳烃（PAHs）的红外光谱，其计算成本比第一性原理计算所需的低许多数量级。神经网络的输入是基于从分子的骨架公式中提取的摩根指纹，并且不需要精确的几何信息，如原子间距离。该模型显示出良好的预测技能的样本输入，使其适合于改善目前用于了解化学成分和演变的星际介质的混合物模型。我们还确定了由训练数据的有限多样性引起的对其适用性的限制，并使用在数据子集上训练的NN集合来估计预测误差。在随机森林等其他机器学习方法的帮助下，我们剖析了不同化学特征在这种预测中的作用。这些拓扑描述符的权力证明了有限的影响，包括详细的几何信息的形式库仑矩阵特征值。
2020-10-19 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Graph Neural Network Prediction of Infrared Spectra of Interstellar Polycyclic Aromatic Hydrocarbons
Guangxi University（广西大学）；Chongqing University of Posts and Telecommunications（重庆邮电大学）
本文提出了一种高效的图神经网络框架，用于快速预测多环芳香烃的红外光谱，通过比较不同模型结构和损失函数，提升了对PAHs的光谱预测精度。
2026-02-13 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Polycyclic aromatic hydrocarbon feature deficit of starburst galaxies in the AKARI North Ecliptic Pole Deep Field
利用AKARI北极深巡天的1868个星系样品，研究了z=0.3-1.4星系中多环芳烃的发射行为。在2- 24 μ m的连续滤光片覆盖范围使得测量8 μ m的光度成为可能，这是由星系在z=2处的多环芳烃发射所主导的。我们比较了IR 8（= LIR/L（8））和8 μ m与4.5 μ m光度比（L（8）/L（4.5））与恒星爆发度Rsb（定义为比恒星形成率超过主序星形成率）。所有的活动星系核候选者被排除在我们的样本使用SED拟合。我们发现L（8）/L（4.5）在log Rsb < 0.5时随星爆性增加而增加，在较高星爆性时保持不变。另一方面，IR 8在log Rsb < 0时是恒定的，而在log Rsb > 0时它随着星爆性而增加。这种行为在我们研究的所有红移范围内都可以看到。这些结果表明，与主序星星系相比，星暴星系的多环芳烃排放不足。我们还发现具有极高L（8）/L（4.5）比值的星系只有中等的恒星爆发性。这些结果表明，星暴星系具有紧凑的恒星形成区域，具有强烈的辐射，这会破坏多环芳烃和/或具有尘埃HII区域，导致缺乏电离光子。
2014-05-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Deuterated polycyclic aromatic hydrocarbons: Revisited
氘锁在多环芳烃（PAHs）的数量迄今为止一直是一个不确定的值。我们提出了一个近红外（NIR）光谱调查的HII地区在银河系，大麦云（LMC），小麦哲伦云（SMC）获得AKARI，其目的是寻找指示氘代多环芳烃（PAD或Dn-PAH）的功能，以更好地约束的D/H比的多环芳烃。使用AKARI卫星上的红外照相机在近红外（2.5-5微米）中观测到了53个HII区域。通过与氘代PAH振动模式的理论模型比较，确定了芳香族和（a）对称脂肪族C-D伸缩模式。我们看到4.4-4.8 μm之间的发射特征，这可以明确地归因于氘代多环芳烃，只有六个观测到的来源，所有这些都位于银河系。在所有情况下，芳族C-D伸缩特征弱于脂族C-D伸缩特征，并且在M17 b的情况下，根本没有观察到该特征。基于弱或不存在PAD功能在大多数观察到的光谱，这表明PAH氘化在ISM的机制是不常见的。
2015-12-09 astro-ph.GA
Machine Learning interpretation of the correlation between infrared emission features of interstellar polycyclic aromatic hydrocarbons
有监督的机器学习模型与各种分子描述符训练，以预测星际多环芳烃的红外发射光谱。我们证明，基于随机森林算法的特征重要性分析可以用来探索发射特征之间的物理相关性。通过寻找不同波段的共同分子碎片，分析了红外波段之间的天文相关性，作为演示的例子，这提高了目前对长期观察到的相关性的理解。我们提出了一种方法来量化的频带相关性，通过测量不同波段的特征重要性阵列的相似性，通过该相关性图获得的平面外弯曲区域中的排放。此外，使用不同的描述符组合的预测之间的比较强调了扩展连接性分子指纹的强大预测能力，并表明，其他类型的多个描述符的组合一般会导致改善的预测性。
2021-10-08 astro-ph.GA astro-ph.IM
Search for Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in the Outflows from Dust-Producing Wolf-Rayet Stars
一个综合的中红外光谱的碰撞风，大规模的，尘埃产生的人口I沃尔夫-拉叶（WR）的二进制文件显示了丰富的吸收和发射的细节来自星周尘埃信封，以及从星际介质。突出的吸收特征可能来自于在高-（例如，3.4、6.8、7.2 $μ$ m）和低温（3.3、6.9、9.3 $μ$ m）环境。$\sim$ 6.5、8.0和8.8 $μ$ m附近的宽发射复合物可能来自电离的小的多环芳烃（PAH）团簇和/或无定形碳质颗粒。因此，这些多环芳烃排放可能代表了长期以来寻求无定形碳尘的前体。我们还检测到一个强大的$\sim$ 10.0 $μ$ m发射光谱的WR 48 a和WR 112，我们暂时链接到电离的多环芳烃。在检查了现有的档案光谱的巨大的个人WR尘埃源，我们注意到一个令人惊讶的缺乏7.7 $μ$ m PAH波段的光谱中的二进制WR 19，相比之下，11.2，12.7和16.4 $μ$ m PAH功能的明显强度。在另一个尘埃产生系统WR 118的$λ>$ 10 $μ$ m光谱中也检测到强PAH排放，指出WR 19和WR 118存在大的中性的、可能是星际PAH分子。
2017-03-03 astro-ph.GA astro-ph.SR
Failure of hydrogenation in protecting polycyclic aromatic hydrocarbons from fragmentation
最近对天然和氢化晕苯阳离子C $_{24}$ H $_{12+m}^+$ $m=0-7$中的软X射线吸收的研究得出结论，额外的氢原子保护（星际）多环芳烃（PAH）分子免于碎裂[Reitsma等人，物理修订版信函113，053002（2014）]。本实验与快速（30-200 eV）He原子和芘（C $_{16}$ H $_{10+m}^+$，$m=0$，6和16）之间的碰撞和模拟没有参考的激发方法表明相反。我们发现，芘分子的绝对碳骨架断裂截面不减少，但增加的氢化程度。
2015-10-27 astro-ph.GA physics.atm-clus physics.chem-ph
Searching for the Shortest-wavelength Aromatic Infrared Bands: No Evidence for the Predicted 1.05 $μ$m Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Feature
Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；California Institute of Technology（加州理工学院）
研究通过观测蓝超巨星BD+40 4223的1.05 μm吸收特征，发现无证据支持理论预测的多环芳香烃特征，同时约束了恒星有效温度和视 extinction，挑战了现有PAH材料性质模型。
2026-03-23 astro-ph.GA
Polarized Infrared Emission by Polycyclic Aromatic Hydrocarbons resulting from Anisotropic Illumination
研究了多环芳烃在紫外光各向异性照射下的偏振红外辐射。PAH分子被建模为具有面内和面外振动偶极子的平面圆盘。正如Leger（1988）首先指出的，由面内和面外模式产生的红外发射特征应该具有正交的偏振方向。我们分析了偏振度如何取决于观察几何形状和分子的内部对齐之间的主轴的惯性和角动量，光子吸收后变得更糟。在恢复更好的内部对准之后发射的较长波长特征应当被更强地偏振。单向照明的偏振度（例如，由星表示）大于漫射照明（例如，一个盘星系），其他一切都是平等的。对于多环芳烃在冷中性介质中，预测的偏振可能是太小，以区分线性二色性的贡献对齐前景灰尘。根据预测，从猎户座棒发射的多环芳烃的偏振水平在3.3微米处仅为~0.06%; Sellgren等人（1988年）报告了一个更大的值，0.86 ± 0.28%，这表明最小的多环芳烃可能具有适度的超热旋转速率。猎户座棒或边缘星系上方尘埃的偏振度（或上限）的未来观测（例如，NGC 891或M82）可能限制了发射多环芳烃的内部排列，从而提供了它们旋转动力学的线索。
2009-01-28 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Missing Giant: Do FAST Spectroscopic Observations Reveal a Scarcity of Large Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Astronomical Environments?
本文利用FAST对NGC 7027、TMC-1和IRC+10216搜寻含138至194个碳原子的大尺寸PAHs转动跃迁，虽未探测到信号，但推导出的丰度上限低于理论预测，初步质疑大尺寸PAHs作为UIE谱带主要载体的地位。
2025-08-21 astro-ph.GA astro-ph.SR
The C--H Stretching Features at 3.2--3.5 Micrometer of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons with Aliphatic Sidegroups
在3.3、6.2、7.7、8.6和11.3微米处的所谓未识别红外发射（UIE）特征在各种天体物理区域中普遍可见。UIE特征是芳烃材料的拉伸和弯曲振动的特征，例如，多环芳烃（PAH）分子。3.3微米芳族C-H伸缩特征通常伴随着3.4微米处的较弱特征。后者通常被认为是由连接到芳族体系的脂族基团的C-H伸展引起的。3.3微米芳族C-H特征的观测强度与3.4微米脂族C-H特征的观测强度之比允许人们估计UIE载流子的脂族部分，只要3.3微米芳族C-H伸缩（A3.3）和3.4微米脂族C-H伸缩（A3.4）的本征振子强度是已知的。虽然以前对UIE载体的脂肪族部分的研究主要是基于来自小PAH分子的单甲基衍生物的A3.4/A3.3比率，但在这项工作中，我们采用密度泛函理论来计算具有广泛侧基的几种PAH分子的红外振动光谱，所述侧基包括乙基、丙基、丁基和几种不饱和烷基链，以及二甲基取代的芘的所有异构体。我们发现，除了具有不饱和烷基链的多环芳烃，相应的A3.4/A3.3比值接近单甲基多环芳烃。这证实了先前从单甲基多环芳烃的A3.4/A3.3比率推断的UIE载体的主要芳香族性质。
2016-08-24 astro-ph.GA
Surface Layer Accretion in Transitional and Conventional Disks: From Polycyclic Aromatic Hydrocarbons to Planets
过渡型金牛座T盘具有半径> 10 AU的光学薄洞，但吸积达到金牛座T的中值速率。洞内的多颗行星可以在很长的距离内将气体扭转到高径向速度，降低局部表面密度，同时保持吸积。因此，多行星系统，以及由于颗粒生长而导致的盘不透明度的降低，可以解释空穴如何同时透明和吸积。仍然存在的问题是外盘气体如何扩散到孔中。这里有人提出，磁旋转不稳定性（MRI）侵蚀磁盘表面层电离恒星X射线。与以前的工作相比，我们发现，在何种程度上，表面层是MRI活性的限制，而不是由欧姆耗散，但双极扩散，后者测量由上午：一个中性的氢分子与离子碰撞的次数在动态时间。Hawley & Stone的模拟表明，Am ~ 100是离子在中性气体中驱动MRI湍流所必需的。我们计算出，在X射线照射的表面层，Am通常从~0.001到1不等，这取决于电荷吸附多环芳烃的丰度，我们从斯皮策观测推断其属性。我们的结论是，X射线和宇宙射线电离H_2最多只能维持1 ~ 10 g/cm ^2厚的表面层中的弱MRI湍流，而且与大多数盘的吸积率相比，这些层中的吸积率太小。
2010-11-07 astro-ph.EP astro-ph.GA
Radiative stabilization of the indenyl cation: Recurrent fluorescence in a closed-shell polycyclic aromatic hydrocarbon
该研究通过实验和主方程模型证明闭壳层茚基阳离子通过反复荧光和红外发射实现高效辐射冷却，从而在星际环境中稳定存在，解释了闭壳层PAHs的丰度。
2025-03-27 astro-ph.GA physics.chem-ph
Polycyclic aromatic hydrocarbon emission toward the Galactic bulge
我们研究多环芳烃（PAH），尘埃和原子/分子发射朝向银河系的隆起使用斯皮策空间望远镜观测的四个领域：C32，C35，OGLE和NGC 6522。这些场分别近似地以（l，b）=（0.0°，1.0°）、（0.0°，-1.0°）、（0.4°，-2.1°）和（1.0°，-3.8°）为中心。远红外测光观测补充了斯皮策/IRS光谱数据，并用于构建光谱能量分布。我们发现C32和C35之间的尘埃和PAH排放总体上非常相似，部分原因是它们的位置-它们位于700万年前银河系外流事件的边界或附近，部分是冲击加热的。在C32和C35区域内，我们发现了一个Hα发射升高的区域，该区域与精细结构和[O IV]线发射升高以及PAH特征强度较弱相一致。我们很可能正在追踪外流进入新生环境的过渡区。在这些领域的多环芳烃丰度略低于典型的ISM值。在OGLE和NGC 6522领域，我们观察到的黄道尘为主的连续弱功能。SED拟合表明，在C32和C35的热尘埃颗粒具有可比的温度扩散，高纬度卷云。在C32和C35之间的多环芳烃属性中检测到的变异性很小，这表明多环芳烃的稳定种群占主导地位的整体光谱外观。事实上，它们的PAH特征与M82超级风非常相似，这表明我们正在探索当地的银河系风环境。
2018-02-12 astro-ph.GA astro-ph.SR
A New Technique for Measuring Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Emission in Different Environments
我们提出了一种新的方法来分解多环芳烃（PAH）的排放特征，从中红外光谱使用理论PAH模板结合修改黑体组件的灰尘连续和消光项。主要目标是获得强大的测量PAH功能，这是敏感的恒星形成率，在各种河外环境。我们证明了我们的技术的有效性，从最简单的银河系高纬度云到日益复杂的河外星系，从正常的恒星形成星系到低光度的活跃星系，类星体和严重模糊的红外发光星系。除了提供准确的测量PAH排放，包括其上限，我们的拟合可以合理地再现整体连续体形状和约束视线消光。我们新的PAH线通量测量系统和显着不同，从以前的方法的~15%，多达~6的一个因素。分解的PAH光谱显示出显着的相似性，不同的系统之间，这表明一组统一的条件负责其激发。
2018-06-23 astro-ph.GA
Discovery of the Pure Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Indene ($c$-C$_9$H$_8$) with GOTHAM Observations of TMC-1
多环芳烃（PAH）长期以来一直被用于星际和原恒星来源的研究，但直到最近才被证明难以明确识别任何单个PAH。因此，这类重要分子的形成机制仍然缺乏约束。在这里，我们报告的第一个纯碳氢化合物PAH，茚（C $_9$ H $_8$）的星际探测，作为TMC-1的GBT观测的一部分：寻找芳香分子（GOTHAM）调查。这种检测提供了一个新的途径，化学查询，补充现有的检测CN-官能化的芳香族分子。通过拟合GOTHAM观测结果，发现茚是迄今为止在TMC-1中检测到的最丰富的有机环。从NAUTILUS的天体化学建模来看，观测到的丰度比模型预测的要大几个数量级，这表明天体化学模型中目前的形成途径是不完整的。茚在相对高丰度的检测意味着相关的物种，如氰基茚，环戊二烯，甲苯和苯乙烯可能在乌云中检测。
2021-05-27 astro-ph.GA
Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Molecules and the 2175 Angstrom Interstellar Extinction Bump
本文通过量子化学计算30种不同尺寸和电荷态的紧凑型多环芳香烃分子，发现其混合物可形成类似2175埃星际消光凸起的吸收带，但均匀加权时宽度偏宽，表明需特定尺寸和结构的PAH才能解释观测特征。
2023-08-09 astro-ph.GA astro-ph.SR
Infrared Emission of Specific Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Molecules: Cyanonaphthalenes
针对单个特定多环芳烃分子难以识别的问题，研究人员构建氰基萘的振动激发模型并计算其在典型天体区域的红外发射光谱，为JWST定量测定或限定氰基萘丰度提供支撑。
2024-03-08 astro-ph.GA
Interpreting the subtle spectral variations of the 11.2 and 12.7 μm polycyclic aromatic hydrocarbon bands
利用高斯分解技术研究了多环芳烃（PAHs）11和12.7 μm发射复合物的新性质。利用高分辨率的\textit{Spitzer}空间望远镜观测数据，详细研究了反射星云NGC 7023和NGC 2023（南北）以及恒星形成区M17的11和12.7 μm发射带的光谱和空间特征。在11 μ m和12.7 μm发射带都观察到了轮廓变化。我们确定了一个中性的贡献，传统的11.0 μm的PAH带和阳离子的贡献，传统的11.2 μm的带，后者影响我们的样品中的11.2 μm发射的PAH类。12.7 μm复合物的峰变化是由两个潜在的混合组分之间的竞争解释的。这些成分的空间分布将它们与阳离子和中性物质联系起来。我们得出的结论是，12.7 μm的排放来源于中性和阳离子多环芳烃，贷款支持使用12.7/11.2强度比作为电荷代理。
2016-04-28 astro-ph.GA
Polycyclic aromatic hydrocarbons in the dwarf galaxy IC 10
利用斯皮策空间望远镜的红外观测资料，研究了IC~10不规则星系中星际介质的尘埃成分。尘埃在银河系中的分布进行比较的H $α$和[SII]的排放，中性氢和CO云，电离辐射源的分布。多环芳烃（PAH）在银河系中的分布是高度不均匀的，这些粒子的质量分数在总尘埃质量达到4%。多环芳烃倾向于避开明亮的HII区域，与原子和分子气体有很好的相关性。这种模式表明多环芳烃是在稠密的星际气体中形成的。我们建议，在低金属丰度的PAH丰度的显着减少，不仅在全球范围内观察（在整个星系的水平），但也局部（至少，在个别HII区域的水平）。我们比较的PAH质量分数的分布的高速功能的分布，我们已经检测到较早的翅膀的H $α$和SII线，在整个可用的星系面积。在IC~10星系中没有发现多环芳烃冲击破坏的确凿证据。
2011-02-05 astro-ph.GA
Polycyclic aromatic hydrocarbons with SPICA
由于高灵敏度和角分辨率以及广泛的光谱覆盖范围，SPICA将提供一个独特的机会，更好地表征多环芳烃（PAH）和非常小的颗粒（VSG）的性质，更好地将它们用作天体物理环境的探测器。角分辨率将使探测化学前沿的演变过程中，从VSGs中性多环芳烃，电离多环芳烃和“大-多环芳烃”的光解区域和HII地区，作为一个功能的G $_0$ /n（紫外辐射场/密度）。高灵敏度将有利于多环芳烃的远红外骨架发射带的检测，这提供了特定的指纹，并可能导致单个多环芳烃的识别。这一整体特性将允许使用PAH和VSG人口作为空间分辨的原行星盘和附近星系（使用中红外仪器）的物理条件的示踪剂，并在高红移星系（使用远红外仪器），由于广泛的光谱覆盖SPICA提供。根据我们之前使用ISO和斯皮策的经验，我们讨论如何实现这些目标。
2009-10-21 astro-ph.GA
High-resolution IR absorption spectroscopy of polycyclic aromatic hydrocarbons: the realm of anharmonicity
我们报告的实验和理论研究的重要性，在3微米CH伸缩区的多环芳烃（PAH）分子的非谐性。我们提出了质量分辨，高分辨率光谱的气相冷（~4K）线性多环芳烃分子萘，蒽，并四苯。测得的红外光谱显示出令人惊讶的高数量的强振动带。对于萘，所观察到的带被很好地分离，并受到转动轮廓的限制，揭示了带的对称性。比较谐波和非谐波的方法，广泛使用的高斯软件。我们还提出了这些并苯的计算光谱使用的计算程序SPECTRO，提供非谐预测增强与费米共振处理，利用强度再分配。我们表明，所调查的并苯的非谐性是强的，占主导地位的费米共振之间的基本和双重组合模式，与三重组合带作为可能的候选人，以解决剩余的差异。与SPECTRO计算的非谐光谱导致落在0.5%的实验频率的主要模式的预测。芳香族红外波段，特别是3微米波段的影响进行了讨论。
2015-11-02 astro-ph.GA physics.chem-ph
Infrared spectra of methyl-, and nitrogen-modified void coronene; modeling a carrier of interstellar polycyclic aromatic hydrocarbon
空穴诱导晕苯C23 H12 ++可能是天文观测到的多环芳烃（PAH）的载体，PAH具有独特的碳原子两个五边形与五个六边形相连的分子结构。基于密度泛函理论，我们几乎可以再现观测到的3-15微米的天文红外光谱。然而，与观测光谱仍有一些差异，特别是在11-15微米波段较弱的强度。观察到的11.2微米强度与7.6-7.8微米强度相当。甲基修饰的分子C_（24）H_（14）~（++）显示，与7.6-7.8 μ m谱带相比，11.4 μ m的计算峰高显示出相当大的强度，高达70-90%。氮原子被取代到空晕苯的外围C-H位，形成C22 H11 N1 ++。五角形位置替换的情况下显示60%的峰高。该分子也很好地再现了12-15微米峰位置和相对强度。振动模态分析表明，11.3微米模式来自C-H面外弯曲。重氮在分子振动中起着类似锚的作用。
2015-02-06 astro-ph.GA physics.chem-ph
Anharmonicity in the mid-infrared spectra of polycyclic aromatic hydrocarbons: Molecular beam spectroscopy and calculations
目标。在这项工作中，我们确定的线性多环芳烃（PAHs）萘，蒽，并四苯和并五苯记录使用自由电子激光FELIX的中红外光谱的非谐性的影响。方法.超音速射流条件下获得的实验光谱与理论预测的光谱的比较被用来显示，如果非谐性明确需要考虑。结果使用二阶振动微扰理论获得的非谐谱同意平均在0.5%的实验频率。重要的是，它们证实了在5-6 $μ$ m区域存在具有明显强度的组合条带。这些组合带包含显著部分的IR吸收，其与PAH的大小成线性比例。组合谱带的检测和归属是我们非谐波理论光谱中远红外模式准确性的初步指示。对萘的外围敏感CH面外带的详细分析表明，VPT 2方法仍有改进的空间。此外，我们的研究结果的芳香族红外光谱带的分析的影响进行了讨论。
2019-07-22 astro-ph.GA physics.chem-ph
High-resolution IR absorption spectroscopy of polycyclic aromatic hydrocarbons in the 3 micron region: role of hydrogenation and alkylation
目的。我们的目标是阐明在3微米区域的光谱变化，导致化学变化的多环芳烃（PAHs）的分子外围与额外的氢（H-PAH）和甲基（Me-PAH）。方法.将先进的激光光谱技术与质谱技术相结合，应用于超声冷却的1，2，3，4-四氢萘，9，10-二氢蒽，9，10-二氢菲，1，2，3，6，7，8-六氢芘，9-甲基蒽和9，10-二甲基蒽，使我们能够记录芳香族，脂肪族，和烷基CH-伸缩在3.175-3.636微米的区域与激光有限的分辨率。我们比较了实验吸收光谱与标准谐波计算和二阶振动微扰理论非谐波计算，使用SPECTRO程序治疗共振。结果我们发现，非谐性起着重要的，如果不是占主导地位的作用，不仅影响芳香族，而且脂肪族和烷基CH-伸缩振动。实验的高分辨率数据导致的结论是，在Me-和H-PAHs组成的变化可能会很好地解释所观察到的富碳和恒星形成区域的3微米发射光谱的变化。我们的实验室研究还表明，严重氢化的多环芳烃形成一个显着的分数的载体的IR发射的区域中，其中一个非常强大的3微米平台观察。
2018-02-05 astro-ph.GA
Polycyclic Aromatic Hydrocarbons with Aliphatic Sidegroups: Intensity Scaling for the C-H Stretching Modes and Astrophysical Implications
在3.3、6.2、7.7、8.6和11.3 $μ$ m处的所谓未识别红外发射（UIE）特征普遍存在于各种天体物理区域，通常归因于多环芳烃（PAH）分子。天文学上的多环芳烃可能含有脂肪族成分，这一点在UIE的许多来源中检测到的3.4 $μ$ m处的脂肪族C-H伸缩特征中得到了揭示。观察到的3.4 $μ$ m特征的强度与3.3 $μ$ m芳香族C-H特征的强度的比率允许人们估计UIE载体的脂肪族分数。这需要了解3.3 $μ$ m芳香族C-H伸缩（$A_{3.3}$）和3.4 $μ$ m脂肪族C-H伸缩（$A_{3.4}$）的本征振子强度。由于缺乏UIE候选材料的$A_{3.3}$和$A_{3.4}$的实验数据，人们通常不得不依赖量子化学计算。虽然具有大基组的二阶Moller-Plesset（MP2）微扰理论比B3 LYP密度泛函理论更精确，但MP2对大分子的计算要求很高且不切实际。基于甲基化的多环芳烃，我们在这里表明，通过缩放在廉价水平上计算的谱带强度（例如，B3 LYP/6- 31 G *），我们能够获得与在更昂贵的水平上计算的能带强度一样精确的能带强度（例如，MP2/6-311+G（3df，3pd））。
2017-02-08 astro-ph.GA
A New Calibration of Star Formation Rate in Galaxies Based on Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Emission
多环芳烃（PAH）的辐射长期以来被认为是潜在的恒星形成速率指标，因为它产生于年轻大质量恒星的斯特伦格伦球周围的光解离区域。我们应用最近开发的中红外光谱分解技术，以获得一组统一的PAH测量斯皮策低分辨率光谱的大样本的恒星形成星系跨越广泛的恒星质量（$M_\star \approx 10^6-10^{11.4}\,M_{\odot}$）和恒星形成率（$\sim 0.1- 2000\,M_{\odot}\rm\,yr^{-1}$）。还分析了高分辨率光谱，以测量[Ne II] 12.8 $μ$ m和[Ne III] 15.6 $μ$ m，其有效地跟踪莱曼连续谱。根据[Ne Ⅱ]和[Ne Ⅲ]谱线，提出了PAH光度与恒星形成率之间的新关系。校准给出了集成的$5-15$ $μ$ m多环芳烃排放，在6.2，7.7，8.6和11.3 $μ$ m的个别功能，以及几个中红外带通对多环芳烃敏感。我们证实，PAH排放抑制在低质量，矮星系，我们讨论了这种效应的可能的物理起源。
2019-09-03 astro-ph.GA
Polarization of Infrared Emission from Polycyclic Aromatic Hydrocarbons
多环芳烃（PAHs）的偏振红外辐射对于测试超小颗粒排列的基本物理性质具有重要意义，并可能提供一种新的追踪磁场的方法。本文提出了一个新的多环芳烃极化发射模型，该模型考虑了多环芳烃在磁场中的排列效应。讨论了扩散星际介质不同相态下多环芳烃发射特征的偏振水平。我们发现，由于离子碰撞激发的增强，反射星云中带负电荷的最小的多环芳烃可以被激发到轻微的超热旋转，从而提高了多环芳烃的排列程度和发射的偏振水平。我们的模型预测的偏振水平和偏振角包括PAH排列支持张等人的第一次检测到的偏振$p\sim 2\%$在11.3 $μ$ m PAH功能MWC 1080星云。理论和观测的进展表明，多环芳烃可以与磁场，导致一个温和的偏振水平的旋转尘埃排放。偏振红外PAH偏振将是有用的跟踪磁场。
2017-12-13 astro-ph.GA
Processing of polycyclic aromatic hydrocarbons in molecular-loop regions near the Galactic center revealed by AKARI
我们目前的AKARI中红外漫反射地图的区域约4度x 3度的银河系中心附近的9微米波段。谱带强度主要归因于碳质颗粒在6.2，7，7，8.6和11.3 μ m波长处的芳烃红外发射。我们探测到从银道面延伸到纬度约2.5度的9 μ m发射结构，这与NANTEN 12 CO（J=1-0）观测所揭示的分子环具有空间对应性。我们发现，在9微米的表面亮度被抑制附近的脚点的CO环。9 μ m亮度与IRAS 100 μ m亮度的比值表明，在CO发射的这种明亮区域附近有明显的抑制作用。利用AKARI近红外2.5- 5 μ m光谱仪，我们发现在与环相关的区域中不存在3.3 μ m芳烃发射。这表明CO分子环中碳质颗粒的加工和破坏。
2011-10-08 astro-ph.GA
Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, the Anomalous Microwave Emission, and Their Connection to the Cold Neutral Medium
利用新的大面积冷中性介质（CNM）部分图，$f_{\rm CNM}$，我们研究了CNM，多环芳烃（PAHs）的丰度，和异常微波发射（AME）之间的关系。首先，我们提出了我们的$f_{\rm CNM}$地图的基础上全天空HI 4 PI数据，使用卷积神经网络转换光谱HI数据到$f_{\rm CNM}$。我们证明，$f_{\rm CNM}$是强相关的灰尘中的多环芳烃的分数估计从中，远红外灰尘排放。相比之下，我们发现$f_{\rm CNM}$和每粉尘排放的AME量之间没有相关性，也没有$f_{\rm CNM}$和AME峰值频率之间的相关性。这些结果表明，多环芳烃优先驻留在冷，相对稠密的气体，可能是由于在更扩散的介质中增强破坏。$f_{\rm CNM}$和AME峰值频率之间缺乏相关性与理论模型的预期相矛盾，理论模型假定AME在冷中性介质与暖中性介质中的光谱能量分布不同。我们认为，不同的PAH丰度和排放物理在不同的星际环境中可以解释弱于预期的相关性12 $μ$ m PAH排放和AME，即使多环芳烃的AME载体。
2021-11-04 astro-ph.GA
Spitzer Space Telescope spectra of post-AGB stars in the Large Magellanic Cloud ---polycyclic aromatic hydrocarbons at low metallicities
本文报道了大麦云云（LMC）中富碳后渐近巨星分支（post-AGB）恒星的Spitzer空间望远镜光谱中多环芳烃（PAHs）特征的变化。本文共分两部分。第一部分描述了我们对24颗恒星（包括后AGB候选恒星）的斯皮策光谱观测计划。本文的后半部分介绍了PAH功能的分析，在20个富碳后AGB星的LMC，组装从斯皮策档案，以及从我们自己的计划。我们发现五颗后AGB恒星显示出一个宽的特征，峰值在7.7微米，这是以前没有被分类过的。此外，10- 13微米的PAH光谱被分为四类，其中一类在11.3，12.3和13.3微米处有三个宽峰，而不是在11.3和12.7微米处有两个明显的尖峰，如通常在HII区所发现的。我们的研究表明，多环芳烃是逐步处理，而中央恒星从后AGB阶段演变到PNe，改变他们的组成之前，多环芳烃被纳入星际介质。虽然存在一些金属丰度的PAH光谱依赖，一个对象的演化状态是更重要的比它的金属丰度在确定的光谱特征的LMC和银河系后AGB星的PAH。
2014-01-03 astro-ph.GA astro-ph.SR
Threshold Energies for Single Carbon Knockout from Polycyclic Aromatic Hydrocarbons
我们已经测量了绝对截面的超快（FS）单碳敲除从多环芳烃（PAH）阳离子作为功能的He-PAH中心的质量碰撞能量在10-200 eV的范围内。经典分子动力学（MD）模拟涵盖了这个范围，并扩展到10 $^5$ eV。敲除截面的形状很好地描述了一个简单的解析表达式产生实验和MD的阈值能量分别为$E_{th}^{Exp}=32.5\pm 0.4$ eV和$E_{th}^{MD}=41.0\pm 0.3$ eV。这是第一次测量分子分离\emph{in vacuo}的敲除阈值能量。我们进一步推导出半经验（SE）和MD位移能- \emph{i.e.}，在敲除的阈值能量-$T_{disp}^{SE}=23.3\pm 0.3$ eV和$T_{disp}^{MD}=27.0\pm 0.3$ eV处，能量转移到PAH分子。半经验结果有利地与石墨烯$T_{disp}=23.6$ eV的测量的位移能量比较[Meyer \emph{et al.} Phys. Rev Lett. \textbf{108} 196102（2012）和\textbf{110} 239902（2013）]。
2015-11-18 astro-ph.GA physics.chem-ph
Deuterated Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in the Interstellar Medium: The Aliphatic C--D Band Strengths
本文通过量子化学计算研究带脂肪族C--D单元的氘代多环芳烃的谱带强度，发现其可能束缚大量星际氘，从而解释本地星际介质中缺失的D/H。
2023-08-08 astro-ph.GA astro-ph.SR
The discrepancy in the mid-infrared continuum and the features of polycyclic aromatic hydrocarbons for Spitzer and Herschel SWIRE-field galaxies
根据斯皮策和赫歇尔的观测结果，我们分析了两个北斯皮策广域红河外巡天（SWIRE）观测场中的恒星形成星系的各种单色红外（IR）光度之间的相关性。24微米和70微米的光度（L[24]和L[70]）分别由连续的非常小的颗粒（VSG）和处于热平衡的温暖尘埃主导，与正在进行的恒星形成密切相关。在远红外（FIR）波长范围内，随着波长的增加，演化恒星激发的冷尘埃的贡献也会增加。静止坐标系8 μ m附近的多环芳烃（PAHs）电离光谱特征也是由与演化恒星相关的缓和辐射场激发的，而不是由与年轻恒星相关的强辐射场激发的。虽然多环芳烃的载体可以被看作是一种规模较小的VSG，但它们与经典的VSG的辐射条件似乎有很大的不同。对用L[8（dust）]和L[24]计算总红外光度L[TIR]的公式进行了重新标度，发现L[8（dust）]（L[24]）公式可能低估（高估）了具有异常恒星形成活动的星系的L[TIR]。
2014-12-24 astro-ph.GA
Infrared Emission of Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Molecules in Titan: Cyanonaphthalenes
本研究计算了土卫六高层大气中氰基萘及其离子的红外发射光谱，以支持JWST识别并定量确定这些PAH分子的丰度。
2025-03-26 astro-ph.EP astro-ph.GA
Study of vibrational spectra of polycyclic aromatic hydrocarbons with phenyl side group
报道了多环芳烃中苯基侧基不同位置取代的计算研究。讨论了苯基取代位置、电离状态和分子大小对中红外光谱的影响，分析了苯基多环芳烃对天体中红外光谱的贡献。在结构上，与在其他位置的取代相比，在第2位的苯基取代产生更稳定的物质。苯基多环芳烃在695和741 cm $^{-1}$（14.4和13.5 $μ$ m）附近显示出新的芳香带，这是由于五重C-H摆动的贡献，与在几个天体中观察到的14.2和13.5 $μ$ m处的次要特征相比较。与普通多环芳烃一样，中性分子中的C-C伸缩振动模（$\sim$ 1600 cm $^{-1}$）的强度可以忽略不计，但所有苯基多环芳烃的阳离子在接近B类6.2 $μ$ m天体物理带的位置都表现出明显的苯基C-C伸缩峰。在2-苯基芘中，它是在6.2 $μ$ m范围内表现出这一强烈特征的中性分子，以及与在一些晚期天体的天文光谱中观察到的6.66和6.9 $μ$ m处的子特征相匹配的其他特征。苯侧基在solo位置的取代使母体PAH的C-C伸缩模移近6.2 $μ$ m天体物理带。结果表明，空间中存在苯基多环芳烃的可能性以及在富碳冷壳层中自下而上形成中等尺寸的含苯基侧基的致密多环芳烃。在模拟各种天体的中红外发射光谱时需要考虑苯基多环芳烃。
2022-11-24 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.chem-ph
Infrared Emission of Specific Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Molecules: Indene
针对星际介质中特定多环芳烃分子难以通过红外光谱识别的问题，研究人员对茚的振动激发建模并计算其在典型天体区域的红外发射光谱，为JWST搜寻识别太空茚并测定其丰度提供支撑。
2024-03-08 astro-ph.GA
Polycyclic aromatic hydrocarbons in spatially resolved extragalactic star forming complexes
自从首次获得河外天体的详细红外数据以来，低金属量和高金属量星系中多环芳烃的丰度一直受到广泛讨论。在整个星系的尺度上，经常观察到低金属量星系中的PAH丰度较小。我们研究这种关系，在附近的星系中的恒星形成区域，包含200多个HII复合物的样本，使用空间分辨的观测从赫歇尔空间天文台和斯皮策太空望远镜。我们使用一个沙尘排放模型来估计物理参数（多环芳烃丰度、金属丰度、紫外辐射场等）。这些复合物。PAH丰度与金属丰度的相同相关性，如整个星系所见，显然是保存在较小的尺度，至少当使用Kobulnicky & Kewley金属丰度校准。我们讨论了这种相关性的可能原因，注意到低金属丰度AGB恒星中不太有效的PAH形成的痕迹应该被星系盘中的径向混合所掩盖。有效的破坏，更难和更强的紫外线场在低金属环境中是定性与我们的数据相一致，紫外线场强度，来自红外光度法，确实是较小的HII配合物与较低的金属。
2013-02-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Principal Component Analysis of polycyclic aromatic hydrocarbon emission in NGC 7023
对反射星云NGC 7023中6.2、7.7、8.6、11.0和11.2 $μ$ m处的5个多环芳烃（PAH）谱带的通量进行了主成分分析（PCA）。我们发现，只需要两个主成分（PC）来解释大多数观测到的PAH通量的方差（98%）。第一个PC（$PC_{1}$）是方差的主要驱动因素，代表PAH总排放量。第二个PC（$PC_{2}$）与星云中多环芳烃的电离状态有关。这与NGC 2023中PAH排放的类似分析结果一致。双标图和PC与各种PAH比率的相关性表明，有两个子集的离子带与6.2和7.7 $μ$ m带形成一个子集和8.6和11.0 $μ$ m带的其他。然而，这些子集之间的区别仅存在于PDR中。我们还对多环芳烃通量进行了单独的PCA分析，这次只考虑空腔的变化。这表明在空腔中，$PC_{2}$与多环芳烃的电荷状态无关，而可能与结构分子的变化有关。
2022-01-18 astro-ph.GA
High-resolution IR absorption spectroscopy of polycyclic aromatic hydrocarbons in the 3 μm region: Role of periphery
在这项工作中，我们报告了高分辨率红外吸收研究，提供了一个详细的视图不规则多环芳烃（PAHs）的外围结构如何影响其3 μm吸收带的形状和位置。为此，我们提出了质量选择，高分辨率的吸收光谱的冷和孤立的菲，芘，苯并[a]蒽，chryphylene，苯并菲，和苝分子在2950-3150 cm-1的范围。实验光谱进行了比较与标准的谐波计算，和非谐波计算使用修改后的版本的SPECTRO程序，采用费米共振处理，利用强度重新分布。我们发现，3 μm区域主要是由非谐性的影响，导致更多的频带比预期的纯谐波近似。重要的是，我们发现，由SPECTRO计算的非谐光谱与实验光谱符合得很好。与以前报道的线性并苯的高分辨率光谱一起，本光谱为我们提供了一个广泛的多环芳烃光谱数据集，这些多环芳烃具有不同数量的芳环，其几何形状范围从开放到高度凝聚的结构，并具有CH基团在所有可能的边缘配置。我们讨论了这些光谱的比较的天体物理意义上的芳香族红外3 μm波段的出现的解释，并在此带的双组分发射特性和3 μm发射平台的功能。
2016-09-29 astro-ph.GA physics.chem-ph
Fragmentation and isomerization of polycyclic aromatic hydrocarbons in the interstellar medium: coronene as a case study
目标。由于现有计算技术的局限性，对多环芳烃及其衍生物的振动激发裂解和异构化产物的研究还比较少。本文以晕苯为例，研究了多环芳烃及其衍生物在星际介质中的中间产物以及气相反应。方法.基于在CP 2K程序中实施的PM 3的半经验方法，进行分子动力学模拟以模拟主要过程（例如，振动、断裂和异构化）的晕苯及其衍生物（例如，甲基化的晕苯、氢化的晕苯、脱氢的晕苯、氮取代的晕苯和氧取代的晕苯）。结果我们发现，非谐效应是至关重要的振动激发的模拟。对于这里研究的分子，H2，CO，HCN和CH 2是主要的碎片。随着这些小单元的解离，大部分分子可以保持其环状结构，但少数分子会完全断裂成碳链。可以发生从六边形到五边形或七边形的转变，并且杂原子取代（例如，N-或O-取代）促进转化。
2019-12-18 astro-ph.GA physics.chem-ph
Search for the Infrared Emission Features from Deuterated Interstellar Polycyclic Aromatic Hydrocarbons
本文报道了利用AKARI卫星上的红外照相机（IRC）对星际氘代多环芳烃（PAHs）在4 μ m波段的发射特征进行搜索的结果。扣除电离气体的线发射后，在朝向猎户座和M17的光谱中，在4.3- 4.7 μ m处没有观察到明显的过量发射。在4.4和4.65 μ m附近仍有少量过量的发射，但它们的强度与多环芳烃在3.3- 3.5 μ m处的谱带发射强度之比估计为2- 3%。这是一个数量级小于以前报道的值，也是那些预测的模型的氘消耗到多环芳烃。由于减去电离气体的发射会引入不确定性，因此还在反射星云GN 18.14.0中寻找氘代PAH的特征，该星云没有显示电离气体的发射线。我们得到了类似的结果，在4 μ m区域的过量发射，如果存在的话，是在3 μ m区域的PAH带发射的约2%。本研究没有发现耗尽模型预测的大量氘化多环芳烃存在的证据。结果进行了讨论的背景下，氘耗尽的星际介质。
2013-11-08 astro-ph.GA
Laboratory studies of polycyclic aromatic hydrocarbons: the search for interstellar candidates
多环芳烃（PAHs）被认为是星际尘埃的主要成分。它们被认为是中红外辐射中芳香族红外带（AIB）的载流子，对消光曲线的各种特征如220 nm凸起、远紫外上升和弥漫星际带有重要贡献。在远红外中也预期有发射带，这是比AIB更好的分子身份指纹。他们将与赫歇尔空间天文台一起寻找。对于那些携带显著偶极矩的分子，也预期在mm范围内的旋转发射。尽管在实验室进行了光谱研究，但无法确定单个PAH物种。这强调了需要调查星际多环芳烃来自何处以及它们如何因环境条件而演变：紫外线照射时的电离和解离，与电子，气体和尘埃的相互作用。也有证据表明，多环芳烃物种有助于从气相中消耗重原子，特别是Si和Fe。本文阐述了如何从观测中启发实验室工作。特别是有必要了解多环芳烃和多环芳烃相关物种的化学性质，包括非常小的颗粒，在物理条件下，模仿那些在星际空间中发现的。这激发了天体物理学家、物理学家和化学家的共同努力。这种跨学科的研究目前正在进行，利用PIRENEA装置，一个冷离子阱致力于天体化学。
2009-04-21 astro-ph.GA
Nitrogen Substituted Polycyclic Aromatic Hydrocarbon As Capable Interstellar Infrared Spectrum Source Considering Astronomical Chemical Evolution Step To Biological Organic Purine And Adenine
为了寻找从星际空间的天文创造有机物到地球上的生物有机物可能的化学演化步骤，采用密度泛函理论对氮取代碳五-六环偶联多环芳烃的红外光谱进行了分析。电离模型从中性到三价阳离子。在一个氮和两个氮取代的NPAH中，我们可以找到与天文学观察良好的NPAH类似的IR行为的好例子，如C8 H6 N1，C7 H5 N2和C7 H5 N2。我们可以想象，这种电离的NPAH可能是在星际空间中由高能氮和光子的攻击产生的。然而，在三个和四个氮取代的情况下，如C6 H4 N3和C5 H3 N4，没有候选物显示出与观察到的行为相似的行为。四氮和五氮取代的嘌呤、腺嘌呤等典型生物有机物的红外光谱与实测结果相似性不高。通过这样的理论比较，PAH在星际空间中的化学演化的一个可行的故事是，一个和两个氮取代的碳五角-六边形分子可能有潜力在星际空间中产生，而三个以上的氮取代分子，包括生物有机嘌呤和腺嘌呤可能不会在太空中合成，可能在地球上。
2016-03-03 astro-ph.GA physics.chem-ph
Cross section alignment of polycyclic aromatic hydrocarbons by anisotropic radiation
我们研究了各向异性辐射照明对多环芳烃（PAHs）的排列的影响，并报告说，截面排列机制早先考虑的气体-颗粒相互作用也可以有效的光子-颗粒相互作用。我们证明了这一点，首先计算的角度依赖性的旋转阻尼和激发系数的光子吸收，然后由红外发射。然后，我们计算的程度PAH对齐不同的环境和物理参数，包括照明方向，电离分数，和磁场强度。对于反射星云（RN）的单向辐射场条件，我们发现随着磁场和光照方向之间的夹角$ψ$的增大，由于$ψ$的光子吸收截面减小，准直度有增大的趋势.我们计算自旋PAH发射的偏振使用不同的物理参数的对齐程度，假设恒定的晶粒温度。我们发现，从RN的自旋PAH发射的偏振可以是大的，在$ν> 20$ GHz的频率之间的$5-20~\%$，而偏振小于$3~\%$的光解区域（PDR）。在实际条件下，由于晶粒温度波动和磁场几何形状，预期极化较低。在$ν>20$ GHz处，扩散冷中性介质（CNM）的极化相当低，低于$1~\%$，与WMAP和普朗克的观测结果一致。我们的研究结果表明，RNe是有利的环境，以观察偏振的旋转尘埃发射以及偏振的中红外发射的多环芳烃。
2018-05-18 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
Deuterated Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in the Interstellar Medium: Constraints from the Orion Bar as Observed by the James Webb Space Telescope
研究通过詹姆斯·韦伯空间望远镜观测猎户座条带，模拟小氘代多环芳烃红外发射光谱，发现其可作为星际介质中缺失气相氘原子的潜在重要储库。
2025-03-04 astro-ph.GA
