Increased complexity in interstellar chemistry: Detection and chemical modeling of ethyl formate and n-propyl cyanide in Sgr B2(N)
近年来,越来越复杂的有机分子被发现朝向银河系中心源人马座B2。我们希望探索星际化学在恒星形成区域中所能达到的复杂程度。我们用IRAM 30 m望远镜在3 mm范围内对热芯Sgr B2(N)和(M)进行了完整的线测量。我们在LTE近似下分析了这一频谱调查。我们同时模拟了所有已知分子的发射,这使我们能够寻找丰度较低,更复杂的分子。我们比较了推导出的柱密度与预测的耦合气相和颗粒表面化学代码。我们报告了在空间中首次检测到甲酸乙酯(C2 H5 OCHO)和正丙基氰(C3 H7 CN)对Sgr B2(N)。甲酸乙酯和正丙腈相对于H2的丰度估计分别为3.6e-9和1.0e-9。我们的化学建模表明,顺序,分段建设的乙基和正丙基氰化物从其组成的官能团在晶粒表面上是他们最有可能的形成路线。甲酸乙酯主要通过将CH 3添加到衍生自甲酸甲酯的官能团自由基上在晶粒上形成,尽管乙醇也可以是前体。在Sgr B2(N)中检测到两类复杂分子(酯类和烷基氰化物)的下一阶段复杂性,表明星际介质中可能存在其他类型分子的更大复杂性。【摘要】
2009-02-26 astro-ph.GA
Observations and Analysis of Absorption Lines including J = K Rotational Levels of CH3CN: The Envelope of Sagittarius B2(M)
由于辐射和碰撞产生的较少激发,弥漫和半透明云中的分子经历冷却。然而,围绕乙腈(CH 3CN)分子轴的旋转不能通过辐射冷却,导致旋转种群集中在J = K水平。我们的目标是寻找具有J = K级浓度的CH 3CN在漫射和半透明云中的吸收线。使用Nobeyama 45米望远镜,在银河系中心区域和其他来源研究了73.6 GHz处朝向Sgr B2(M)的JK = 43-33跃迁。根据检测到的Sgr B2(M)吸收线,推导出该分子的辐射温度为2.8 +/- 0.5 K,动力学温度为88 +/- 29 K,柱密度为(1.35 +/- 0.14)x 10^14 cm-2,由于激发温度较低,动力学温度较高,因此J = K能级非常集中。吸收线的速度为64 km s-1。结果证实,在Sgr B2(M)的包络线中存在J = K级浓度的CH 3CN。
2020-06-13 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Chemistry of the Trailing arm of the Sagittarius Dwarf Galaxy
我们目前的C,O,Ti和Fe的丰度为11个M-巨星的人马座矮星(Sgr)的尾随潮汐臂。丰度是通过比较合成光谱与双子座南方望远镜上的凤凰摄谱仪获得的高分辨率红外光谱得出的。目标恒星来自Sgr拖曳臂的两个区域,与Sgr主体相隔66度(5颗星)和132度(6颗星)。与广泛相位混合的前导臂相比,拖尾臂提供了对Sgr化学演化的更直接的诊断。在我们有限的~2-3 Gyr年龄的恒星样本中,我们发现,河流物质表现出明显的金属丰度梯度-(2.4 \pm 0.3)x10^{-3} dex / degree(-(9.4 \pm 1.1)x10^{-4} dex / kpc)远离Sgr的主体。Sgr的潮汐破坏是一个相对较新的事件。因此,我们认为碎片中金属丰度梯度的存在表明祖先中存在类似的梯度。这样的金属丰度梯度存在了几乎一个哈勃时间的事实表明,在Sgr祖先中,径向混合的效率非常低。没有显着的梯度被认为是存在的[α/Fe]丰度比沿trailing arm. Our结果可以解释由径向减少恒星形成效率和/或径向增加银河系风驱动的金属损失的效率在化学演化的Sgr祖。[Ti/Fe]和[O/Fe]的丰度比观测流是不同于那些的星系晕。我们的结论是,中等的富金属晕人口的比例,最近的溶解(<3 Gyr)的Sgr类矮星系的贡献是不可能的。
2010-06-24 astro-ph.GA
Exploring molecular complexity with ALMA (EMoCA): Simulations of branched carbon-chain chemistry in Sgr B2(N)
使用ALMA的毫米波长数据,EMoCA谱线调查显示,在银河系中心恒星形成源Sgr B2(N2)中存在直链和支链形式的丙腈(C $_3$ H $_7$ CN)。这是第一次星际探测到支链脂肪分子。通过计算方法,我们试图解释所观察到的$i$:$n$比例为丙基氰,并预测的四种不同形式的同源腈,丁基氰(C $_4$ H $_9$ CN)的丰度。我们还研究了其他分子是否会表现出类似程度的支化,通过建模烷烃戊烷(C $_5$ H $_{12}$)。我们使用一个耦合的三相化学动力学模型来模拟Sgr B2(N2)的化学,使用更新的化学网络,包括颗粒表面/冰地幔形成路线的支链腈和烷烃。我们使用的EMoCA调查数据,以寻找直链形式的丁基氰对Sgr B2(N2)。模型重现了观测到的丙腈的$i$:$n$比。预计丁腈显示出与丙腈相似的丰度,并显示出强支化,其中$sec$形式明显优于所有其他形式。发现CN与乙炔和乙烯的加成对于乙烯基、乙基、丙基和丁基氰化物的生产是重要的。我们报告未检测到$n$ -C $_4$ H $_9$ CN对Sgr B2(N2)的反应,其丰度至少比$n$ -C $_3$ H $_7$ CN低1.7倍.该值在化学模型预测的范围内。该模型表明,支化度随分子大小的增加而增加。CN与不饱和烃加成的效率提高了模型中腈的丰度,并提高了直链分子与支链分子的比例。$s$-C $_4$ H $_9$ CN的…
2017-01-25 astro-ph.GA
Water absorption in Galactic translucent clouds: conditions and history of the gas derived from Herschel/HIFI PRISMAS observations
我们提出了Herschel/HIFI观测\hho和\hheo向六个高质量恒星形成区域的九个转变,作为PRISMAS关键计划的一部分。半透明云中的水蒸气在沿每一视线的吸收中被检测到。我们推导出的柱密度的\hho或\hheo的较低的能级观察到的每个过渡。总水柱密度约为几个$10^{13} \rm{cm^{-2}}$。我们发现水相对于氢核的丰度为$1\times10^{-8}$,与具有高宇宙射线电离率的氧化学模型一致。相对于\hh,$5\times10^{-8}$的水丰度非常恒定。激发态水的丰度最多为15%,这意味着基态跃迁的激发温度$T_{ex}$低于10 K。从两个邻位基态跃迁导出的列密度表明,$T_{ex}\simeq5$ K和密度$n($ \hh $)$在云中是$\le10^4 \rm{cm^{-3}}$。对于大多数云,我们得到一个水的邻-对-对位比符合预期的值3在高温极限的热力学平衡。两个具有大柱密度的云显示出明显低于3的比率。这可能会认为水分子的历史包括一个冷阶段,当分子在冷颗粒上形成时,或者当它们后来在云层的屏蔽低温区域中至少部分地与冷气体($\sim25$ K)热化时;显然,它们还没有完全与云层的温暖($\sim50$ K)半透明部分热化。
2012-11-02 astro-ph.GA
Methanol formation chemistry with revised reactions scheme
所提出的工作的目的是分析实验评估的反应的氢提取星际颗粒的表面上的化学演变的甲醇及其前体的颗粒和在气相中的条件下的冷的暗云和半透明的云崩溃到暗云的影响。模拟结果分析表明,这些反应是HCO和H2 CO在颗粒表面的高效破坏通道,并显著影响几乎所有参与CH 3OH形成的分子丰度。接下来,在具有这些反应的模型中,与没有氢的表面提取反应的模型相比,气体中和颗粒表面上的甲醇的最大丰度降低超过2-3个数量级。最后,我们研究了CH_2OH和CH_3O自由基的结合能对甲醇化学的影响。
2020-07-01 astro-ph.GA
Heteronuclear diatomics in diffuse and translucent clouds
弥漫和半透明的分子云充满了银河系盘中的绝大多数星际空间,因此是最典型的星际介质(ISM)对象。现代光学和紫外线光谱观测技术的最新进展导致在这种云的光谱中探测到许多原子和分子来源的特征。杂原子双原子分子的分子光谱。OH,OH+,CH CH+,CN,NH,CO在理解它们居住的环境中的化学和物理条件方面发挥着重要作用。本文回顾了星际分子天文观测的历史。最近的结果的基础上的分子特征的光谱变红,早期型OB-星的视觉和紫外观测和讨论。振转光谱的外观与观察到的过渡的基础上高质量的光谱,也提出了。还介绍并讨论了异核硅藻土柱密度(基于推荐的振子强度)与弥漫星际带(DIB)强度之间的关系。
2013-04-17 astro-ph.GA astro-ph.SR
Widespread Galactic CF+ absorption: detection toward W49 with the Plateau de Bure Interferometer
研究\CFP \作为星际介质中\p \和\HH \共存区域示踪剂的有用性。我们使用Plateau de Bure干涉仪合成\CFP \ J=1-0吸收,在102.6 GHz处朝向遥远的HII区域W 49 N的核心,l = 43.2 \degr,b=0.0 \degr,并且我们模拟了扩散/半透明分子气体中的氟化学。我们在很宽的速度范围内探测到了\CFP \吸收,这表明\CFP \广泛存在于含有\HH的银河系盘状气体中。最初在猎户座酒吧和马头PDR的致密气体中检测到,\CFP \随后在朝向\bll \和3C 111的弥漫和半透明云的吸收中检测到。在这里,我们表明,\CFP分布在整个弥漫和半透明的分子盘气体与N(\CFP)/N(\HH)$= 1.5-2.0\times10^{-10}$,增加到N(\CFP)/N(\HH)$= 3.5\times10^{-10}$在一个云在39 \kms \具有较高的N(\HH)$\approx 3\times10^{21}\pcc$。氟化学模型重现了观察到的柱密度和HF的相对丰度,从中形成\CFP,但通常会将\CFP的柱密度高估1.4-4倍。我们表明,自由空间的光解速率$Γ\ga 10^{-9}\ps$,相当于CH,可能占很大的差异,但最近的计算发现一个值约小十倍。在朝向W 49的重度混合和运动学复杂光谱中,\CFP \吸收主要跟踪\HH \分布的峰。
2015-05-29 astro-ph.GA
Surviving the hole I: Spatially resolved chemistry around Sgr A*
在银河系中心的超大质量黑洞Sgr A* 周围几个中央秒差距内的星际区域由许多重叠的分子结构组成,这些分子结构受到银河系中最恶劣的物理环境之一的影响。本文给出了银河系中心区~ 4pc处1.3mm处CN、~(13)CN、H_2CO、SiO、c-C_3 H_2和HC_3N辐射的高分辨率(4“× 3”~ 0.16x0.11pc)干涉观测结果。在不同分子的分布中观察到强烈的差异。抗紫外线物种CN,唯一的物种跟踪所有以前确定的环核盘(CND)结构,主要集中在光学厚团块在旋转丝周围的Sgr A*。H2 CO排放跟踪壳状结构,我们解释为扩张的Sgr A东对50公里/秒和20公里/秒的巨大分子云(GMC)。计算了CND区大部分地区的~(12)C/~(13)C ~(15-45)同位素比值。由SiO和HC_3 N示踪的致密分子物质位于CND南部。在该区域观察到的c-C3 H2/HC 3 N比比银河系PDR低一个数量级以上。向中心区域仅检测到CN的吸收。除了已知的窄视线反射外,还观察到了90 km/s宽的光学厚光谱特征。我们发现了更宽(>100 km/s)吸收特征的证据。大约70-75%的气体质量,集中在27%的致密分子团中,与旋转结构有关,并显示出与微型螺旋结构中的每个电离气体弧有关的证据。化学分化已被证明是一个强大的工具,解开许多重叠的分子组分在这个拥挤和严重模糊的区域。
2011-12-02 astro-ph.GA
Kinematics and Chemistry of Stars Along the Sagittarius Trailing Tidal Tail and Constraints on the Milky Way Mass Distribution
我们提出了三维运动学人马座(SGR)尾随潮汐碎片在六个领域位于70-130度沿流从SGR矮星系核心。这些数据来自我们对Kapteyn选定区域的自行(PM)调查,其中我们在40 x40弧分的均匀分布的天空中测量了精确的PM到微弱的星等。我们在六个场中的四个中的后续光谱数据中确定了Sgr的径向速度特征,并将其与光谱确认的成员的平均PM相结合,根据每个场中15-64个确认的流成员推导出Sgr碎片的空间运动。这些运动学进行比较的法律和Maurisski(2010年)模型的Sgr中断的预测,我们发现合理的协议与模型预测的RV和PM沿银河系纬度。然而,有必要将静止速度当地标准Theta_LSR从其标准220 km/s向上调整到至少$232\pm14$ km/s(并可能高达$264\pm23$ km/s),以使三维模型碎片运动学与我们的测量结果相一致。令人满意的模型拟合,同时再现已知的位置,距离和径向速度趋势的Sgr潮汐流,同时显着增加Theta_LSR},只能通过增加银河系的凸起和磁盘质量,同时保持暗物质晕固定到最佳拟合值从法律和马斯基(2010)。我们推导出低分辨率的光谱丰度沿这一延伸的Sgr流,并找到一个常数[Fe/H] = -1.15(约0.5德克斯散射在每个领域-典型的矮星系人口)之间的四个领域与可靠的测量。恒定的金属丰度表明,本研究中约60度范围内的碎片都是在同一轨道上从Sgr上剥离…
2011-11-08 astro-ph.GA
Phase-space Properties and Chemistry of the Sagittarius Stellar Stream Down to the Extremely Metal-poor ($\rm[Fe/H] \lesssim -3$) Regime
结合SEGUE、Gaia EDR3与StarHorse数据,研究Sgr流的相空间与化学性质,发现前导臂更贫金属且早被剥离粒子对应低金属丰度,证实其存在星族梯度,并发现与核心观测相悖的碳增丰贫金属恒星。
2023-04-02 astro-ph.GA
Tracers of the ionization fraction in dense and translucent molecular gas: II. Using mm observations to constrain ionization fraction across Orion B
该研究分析 Orion B 的 3–4 mm 分子谱线,利用多种谱线比值约束致密与半透明气体的电离分数,并给出其随密度和 FUV 辐射场的变化规律及适用示踪剂。
2025-07-25 astro-ph.GA
Chemistry of the Sagittarius Dwarf Galaxy: a Top-Light IMF, Outflows and the R-Process
通过对人马座矮球状星系(Sgr)恒星的化学丰度分析,我们得出结论,α元素的缺乏不可能是由于Tinsley(1979)的Ia型超新星(SNIa)时间延迟方案造成的。相反,证据表明,低[α/Fe]比是由初始质量函数(IMF)在最高质量恒星中的缺陷造成的。关键的证据是[O/Fe]、[Mg/Fe]等流体静力学元素的0.4dex亏损,而不是r过程[Eu/Fe]r随[Fe/H]的正常变化趋势。支持证据来自流体静力学元素(O,Mg,Na,Al,Cu)[X/Fe]比,这与铁添加到银河系(MW)磁盘的趋势不一致。此外,流体静力学爆炸(硅,钙,钛)元素丰度的比例表明一个相对顶轻IMF。与LMC、天炉座和IC 1613的惊人相似之处表明,它们的α元素缺陷也是由于IMF缺乏最大的SNII造成的。对于这样的顶光IMF,r过程[Eu/Fe]r与[Fe/H]的正常趋势,如Sgr所见,表明大质量的II型超新星(> 30 Msun)不是r过程元素的主要来源。高[La/Y]比,漏盒化学演化一致,证实,但~0.3德克斯大于理论AGB预测。这可能是由于13 C口袋质量,或MW和Sgr AGB恒星之间的差异。Sgr的[Rb/Zr]比值是已知最低的,与[Fe/H]=-0.6附近的低质量(~ 2 Msun)AGB星一致,可能是漏盒化学演化的结果。[Cu/O]的趋势,在Sgr和MW表明,铜产量增加的金属丰度和恒星质量,预期从铜生…
2013-09-11 astro-ph.GA
Toward the limits of complexity of interstellar chemistry: Rotational spectroscopy and astronomical search for n- and i-butanal
近年来,在星际介质的不同区域发现了异常复杂的大有机分子。在这种情况下,我们的目标是提供准确的频率的两个关键的脂肪醛,正丁醛和它的支链异构体,异丁醛的基态振动状态,使他们最终在星际介质中检测。我们采用调频毫米波吸收光谱仪测量了正丁醛和异丁醛的转动特性。我们使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列进行的谱线测量ReMoCA来搜索朝向恒星形成区Sgr B2(N)的正丁醛和异丁醛。我们还寻找这两种醛的分子云G+0.693-0.027与IRAM 30 m和Yebes 40 m的观测。在高达325 GHz的实验室光谱中,已经分配了数千个属于最低能量构象的旋转跃迁。一组精确的相关旋转光谱常数已被确定为每个结构。我们报告未检测到正丁醛和异丁醛对这两个来源,Sgr B2(N1S)和G+0.693-0.027。我们发现,正丁醛和异丁醛是至少2-6和6-18倍,分别比乙醛对Sgr B2(N1S),和正丁醛是至少63倍,比乙醛对G+0.693-0.027的丰富。与天体化学模型的比较表明,观测到的丰度与模拟的丰度(如有)之间具有良好的一致性。颗粒表面化学似乎足以重现醛比G+0.693-0.027;气相生产可能发挥更积极的作用,Sgr B2(N1S)。我们的天文结果表明,在银河系中心区域的星际醛类家族的特点是,在分子复杂性水平的每一个增加,丰度下降一个数量级。
2022-03-14 astro-ph.GA
Temperature spectra of interstellar dust grains heated by cosmic-rays I: translucent clouds
宇宙射线(CR)粒子对整个星际尘埃颗粒的加热通过促进颗粒表面的分子解吸、扩散和化学反应来影响分子云中的气体-颗粒化学。这种加热的频率$f_T$,s $^{-1}$,决定了对于被CR颗粒撞击的颗粒,达到一定温度$T_{\rm CR}$,K的频率。这项研究旨在为天体化学家提供全面和更新的数据集的CR诱导的全谷物加热。我们提出了计算的$f_T$和$T_{\rm CR}$光谱的裸橄榄石颗粒半径$a$为0.05; 0.1; 0.2 $μ$ m,并覆盖有厚度为0.1 $a$和0.3 $a$的冰幔这样的颗粒。晶粒形状和结构的影响被认为是,以及30 CR元素成分与更新的能谱对应的半透明云与$A_V=2$镁。能量沉积由CRs在晶粒材料计算与SRIM程序。我们报告了所有9种晶粒类型的完整$T_{\rm CR}$谱,并考虑了10 K和20 K的初始晶粒温度。我们还提供了一系列最小$T_{\rm CR}$值的频率。计算的数据集可以简单而灵活地在天体化学模型中实现。结果表明,在半透明云的情况下,目前采用的速率加热整个谷物的温度超过70 K被低估了约两个数量级的天体化学数值模拟。此外,谷物被CRs加热到适度的温度(20- 30 K),间隔几年,这降低了冰化学爆炸的可能性。
2016-05-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Formation of complex molecules in translucent clouds: Acetaldehyde, vinyl alcohol, ketene, and ethanol via nonenergetic processing of C2H2 ice
复杂的有机分子(COMs)已经被确定为高质量和低质量的原恒星以及分子云,这表明这些星际物种起源于恒星形成的早期阶段。化学式C $_2$ H $_\text{n}$ O所描述的导致COM的反应途径仍在争论中。在这项工作中,我们研究了实验室可能的固态反应,涉及简单的碳氢化合物和OH-自由基以及H $_2$ O冰在半透明的云条件下(1 $\leq$ A $_V$ $\leq$ 5和\textit{n} $_\text{H}$ $\sim$ 10 $^3$ cm $^{-3}$)。重点研究了10 K时C-$_2$-H-$_2$与H-原子和OH-自由基的相互作用。超高真空(UHV)实验进行以研究在C $_2$ H $_2$ + O $_2$ + H共沉积期间观察到的表面化学,其中O $_2$用于原位产生OH-自由基。反射吸收红外光谱(RAIRS)应用于原位监测初始和新形成的物种。在此之后,程序升温解吸实验结合四极杆质谱仪(TPD-QMS)作为补充分析工具。所研究的具有H原子和OH自由基的C $_2$ H $_2$的10 K表面化学不仅导致半饱和和完全饱和的烃,例如乙烯(C $_2$ H $_4$)和乙烷(C $_2$ H $_6$),而且还导致COM的形成,例如乙烯醇、乙醛、乙烯酮、乙醇和可能的乙酸。可以得出结论,OH-自由基加成反应到C $_2$ H $_2$,作为分子骨架,然后异构化(即…
2020-02-17 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The Kinematics and Chemistry of Red Horizontal Branch Stars in the Sagittarius Streams
利用SDSS DR 7光谱数据,利用理论模型,在人马座矮星系(Sgr)的流场中选取了556颗红水平支(RHB)星。研究了Sgr流中恒星和同一位置的银河系恒星的金属丰度和α元素分布。我们发现,Sgr星的金属丰度分布有两个峰值,而银河系的恒星有一个更突出的贫金属峰。与此同时,Sgr星的[α/Fe]比低于银河系星。在Sgr恒星中,我们发现Sgr潮汐尾的前缘和后缘臂之间的金属丰度分布存在差异。主臂的金属丰度和[α/Fe]分布与银河系相似。尾臂主要由富金属组分组成,[α/Fe]明显低于银河系恒星。纵臂第一圈的金属丰度梯度为-(1.8 \pm 0.3)\times 10^{-3} dex度^{-1},纵臂第一圈的金属丰度梯度为-(1.5 \pm 0.4)\times 10^{-3} dex度^{-1}。纵臂或纵臂第二圈的金属丰度梯度不明显。由于银河系的潮汐力,Sgr矮星系最初在第二卷(较老)臂中失去了贫金属成分,然后在第一卷(较年轻)臂中破坏了富金属成分。最后,我们发现88^ \circ <Λ_ \odot <112^ \circ的拖臂速度弥散为σ= 9.808 \pm 1.0 km s^{-1},这与文献中以前的工作一致。
2012-04-23 astro-ph.GA astro-ph.SR
Atomic oxygen abundance toward Sagittarius B2
弥漫云中的氧的很大一部分是无法解释的观测,并被假定为在一个未知的耐火材料的形式,被称为不明贫化氧(UDO),这取决于当地的气体密度,可能会导致高达50%的总氧含量。红外空间天文台(ISO)先前的观测表明,在密度更大、半透明的云层中,很大一部分氧气可能是原子形式的。我们分析了SOFIA观测到的63 $μ$ m精细结构[O I]向中央分子带中高质量恒星形成区Sgr B2(M)跃迁的速度分辨档案。前景的螺旋臂云以及太阳和背景尘埃连续源之间的扩展Sgr B2信封产生多个[O i]吸收组件,在速度空间中光谱分离。朝向Sgr B2的前景云中的气相原子氧柱密度与总氢柱密度有很好的相关性,相对于氢核,平均原子氧丰度为$(2.51 \pm 0.69) \times 10^{-4}$。这个值与早期ISO在同一视线上的测量结果非常一致,并且比低密度温暖气体中的总星际介质氧丰度低约35%,如在紫外线下测量的。我们没有发现任何证据表明,在射手座B2的视线上,有很大一部分氧气是以UDO的形式存在的。
2023-01-09 astro-ph.GA
Atomic Carbon in the Central Molecular Zone of the Milky Way : Possible Cosmic-ray Induced Chemistry or Time-Dependent Chemistry Associated with SNR Sagittarius A East
原子碳($\mathrm{C}^0$)是致密分子气体中最丰富的原子/分子物种之一,是许多化学/物理环境中分子气体质量的潜在良好示踪剂,但银盘区域以外的$\mathrm{C^0}$丰度变化尚未完全了解。本文给出了用ASTE 10-m望远镜获得的银河系中心分子带(CMZ)宽视场500 GHz [CI]图。主成分分析和非LTE多跃迁分析表明,[CI]发射主要源自具有20-50 K温度和$\sim 10^3\ \mathrm{cm}^{-3}$密度的低激发气体组分,而$\mathrm{C^0}$丰度可能在高激发气体组分中受到抑制。CMZ中的平均$N(\mathrm{C}^0)$ / $N(\mathrm{CO})$丰度比为0.3-0.4,是银盘中的2-3倍。$N(\mathrm{C}^0)$ / $N(\mathrm{CO})$比值在最内侧10 pc区域增加到0.7,在核周盘增加到$\sim2$。我们发现$\mathrm{C^0}$富集区呈环形分布,环绕超新星遗迹(SNR)Sgr A东部,表明中央10 pc区域的$\mathrm{C}^0$富集是分子云-SNR相互作用的结果。在主成分分析(PCA)中包含的15个原子/分子中,CN是唯一在[CI]-亮环中增加的其他物种。[CI]亮环的起源可能是由Sgr A east加速的低能宇宙线粒子或SNR收集的原始分子气体产生的宇宙线主导区域,其中$\m…
2021-05-10 astro-ph.GA
Hydroxyl, water, ammonia, carbon monoxide and neutral carbon towards the Sgr A complex
我们观测到OH、H $_2$ O、HN $_3$、C $^{18}$ O和C $_I$朝向Sgr A复合体中的+50 km/s云(M-0.02-0.07)、CND和+20 km/s云(M-0.13-0.08)。在所有三个位置均观察到强OH吸收、H $_2$ O发射和吸收线。强烈的C $^{18}$ O排放被认为是朝向+50和+20 km/s的云。CND富含H $_2$ O和OH,这些丰度比周围的云层高得多,表明这些物体中普遍存在冲击、恒星形成和团块碰撞。与文献的比较表明,它是可能的PDR化学,包括粮食表面反应,也许也冲击的影响,导致了所观察到的分子物种在这里研究的丰度。在+50和+20 km/s云和CND的红向高速线翼中,非常高的H $_2$ O丰度被认为是由冰颗粒地幔的冲击解吸和高温气相冲击化学的联合作用造成的。这里只简要讨论其中的三种分子。对于OH和H $_2$,显示了九个观测位置中的三个,同时提供了C $^{18}$ O发射图。最近在Open Access上发表了一篇内容广泛的论文(Karlsson et al. 2013; http://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2013/06/aa20471-12.pdf)。
2013-11-21 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
Revisiting the OH-CH correlation in diffuse clouds
基于现有的已发表的数据和档案数据沿24视线(其中5个是新的)的分析,我们得到更准确的估计的柱密度的OH和CH对弥漫/半透明的云,并重新审视通常观察到的这些物种的丰度之间的相关性。样本量的增加是可能的,因为来自3137和3143埃处的跃迁的组合以及3886和3890埃处的跃迁的组合的CH的柱密度的等效性,我们在这里已经证明了这一点。我们发现,除了四个弥漫的云,整个源样本显示出一个明确的相关性之间的柱密度的OH和CH类似于以前的观测。分析还验证了OHA-X(3078 & 3082埃)、CHB-X(3886 & 3890埃)和C-X(3137 & 3143埃)跃迁振子强度的理论预测。我们分别从观测到的E(B-V)和N(CH)估计N(H)和N(H2)。N(OH)/N(CH)的比例是不相关的扩散/半透明云的氢的分子分数。我们发现,除了HD 34078的所有云的CH和OH的观察到的柱密度比可以复制简单的化学模型,其中包括气体-颗粒相互作用和气相化学。通过考虑不同的宇宙射线电离率,可以主要再现朝向3个新视线看到的增强的N(OH)/N(CH)比。
2016-04-19 astro-ph.GA
Shaken or stirred: the diffuse interstellar medium with exceptionally high SiO abundance
本研究利用NOEMA干涉仪在无恒星形成的弥漫星际介质中探测到异常高丰度的SiO,且线宽排除了高速激波机制,挑战了SiO源于恒星反馈的传统观点,强调需重新审视尘埃处理与弥漫星际化学过程。
2023-04-13 astro-ph.GA
Shocking Sgr B2(N1) with its own outflow: A new perspective on segregation between O- and N-bearing molecules
本文利用 ALMA ReMoCA 数据研究 Sgr B2(N1) 热核外流中的分子分布,发现含氧与含氮分子呈现空间分离,并提出热核化学后经历激波压缩加热导致含氧分子加速破坏、氰化物通过气相生成增强的解释。
2023-10-17 astro-ph.GA
Molecular gas in the immediate vicinity of Sgr A* seen with ALMA
我们报告了ALMA在银河系中心的中央秒差距的第3、6和7波段的线发射的偶然探测,其分辨率是迄今为止最高的(<0.7“)。其中的亮点是CS,H13 CO+,HC 3 N,SiO,SO,C2 H和CH 3OH的亚毫米分子发射的第一个和高分辨率的图像,在Sgr A* 附近(投影约1“)和环核盘(CND)。分子云的中心关联(CA)显示出比CND高三倍的CS/X(X:任何其他观察到的分子)光度比,这表明了更高的激发(通过温度梯度和/或IR泵浦)和由于UV和/或X射线发射而导致的丰度增强的组合。我们的结论是,CA是更接近中心比CND是,可能是一个下降的团块,由密集的云芯嵌入在扩散气体。此外,我们确定了CND内外的其他区域,这些区域非常适合未来在热/冷核心和极端PDR/XDR化学以及随后在中央几个秒差距的恒星形成范围内进行研究。
2017-07-10 astro-ph.GA
Disk-Like Chemistry of the Triangulum-Andromeda Overdensity as Seen by APOGEE
自从十多年前发现这个遥远的低纬度银河系(MW)超密度以来,三角星系-仙女座(TriAnd)系统的性质一直存在争议。其起源的解释要么是来自矮星系分裂的晕子结构,要么是银河系盘的遥远延伸。我们测试这些假设使用的十多个TriAnd成员的化学丰度从斯隆数字巡天的第14次数据发布的阿帕奇点天文台星系演化实验(APOGEE)的数据进行比较,以APOGEE丰度的恒星具有类似的金属丰度从人马座(Sgr)dSph,和外部MW盘。我们发现,TriAnd星是化学不同的Sgr跨越各种元素,(C + N),Mg,K,Ca,Mn和Ni,分离在[X/Fe]的约0.1至0.4德克斯取决于元素。相反,TriAnd恒星的金属丰度中值约为-0.8,其化学丰度比与外银盘中金属丰度最低的恒星([Fe/H]~-0.7)相似,并且与MW外盘外推化学梯度的预期一致。这些结果表明,TriAnd与MW盘有关,因此,盘延伸到这种超密度-即,经过24千秒差距的银心半径-尽管在银河系这个区域的名义盘中平面以下垂直扰动约7千秒差距。
2018-05-09 astro-ph.GA
An ATCA Survey of Sagittarius~B2 at 7~mm: Chemical Complexity Meets Broadband Interferometry
我们提出了一个30 - 50 GHz的调查人马座B2(N)进行的澳大利亚望远镜紧凑阵列(ATCA)与5 - 10角秒的分辨率。这项工作发布的调查数据,并演示了脚本的实用程序,执行自动谱线拟合的宽带线数据。我们描述了线拟合过程,评估该方法的性能,并提供访问所有数据和脚本。脚本被用来表征的光谱在三个HII区域的位置,每个与复合线发射和分子线吸收。对最线密集的三个地区的特点,在这项工作中,我们检测到~500谱线组件,其中~ 90%是自信地分配给H和他的重组线和53种分子及其同位素。数据显示,极端亚热激发的分子气体吸收对连续背景下的两个主要的速度分量。基于全光谱的线辐射,吸收成分中的分子丰度和线激发似乎朝着不同的位置发生了很大的变化,这可能表明这两个气体云位于恒星形成核心附近,而不是在Sgr B2的包络内。此外,包括CS、OCS、SiO和HNCO的物种的空间分布表明吸收气体组分可能具有高UV通量。最后,这些数据包含了在银河系中心、酒吧和居间旋臂云的半透明气体中观察到的$\sim$ 15分子的视线吸收,揭示了这种气体的复杂化学和cluberous结构。甲酰胺(NH $_2$ CHO)首次在半透明云中被检测到。
2015-08-10 astro-ph.GA
Exploring molecular complexity with ALMA (EMoCA): Complex isocyanides in Sgr B2(N)
我们使用EMoCA调查数据来搜索Sgr B2(N2)中的异氰化物及其相应的氰化物类似物。然后,我们使用耦合三相化学动力学代码MAGICKAL来模拟它们的化学反应。几个新物种和100多个新反应已被添加到网络中。此外,一个新的单级同时崩溃/升温模型已经实施,从而消除了对以前的两个阶段的模型的需要。还将一种可变的、视觉矫正依赖性$ζ$纳入模型中并进行测试。我们报告了在Sgr B2(N2)中初步检测到CH $_3$ NC和HCCNC,这代表了在Sgr B2的热核心中首次检测到这两种物质。我们更新的化学模型可以再现最观察到的NC:CN比例合理,以及取决于所选择的物理参数。表现最好的模型有一个依赖于电离的宇宙射线电离率,从云边缘的~2 $\times$ 10 $^{-15}$ s $^{-1}$到中心的~1 $\times$ 10 $^{-16}$ s $^{-1}$。具有比该模型更高的依赖于偏置的$ζ$的模型通常也不一致,在整个源中具有大于1.3 $\times$ 10 $^{-17}$ s $^{-1}$的规范值的恒定$ζ$的模型也不一致。使用最佳拟合化学模型的结果运行辐射传输模型。辐射传输模型产生的柱密度显着低于观测确定的。观测确定的密度和温度分布的不准确是一个可能的解释。对于真正的“热核”分子,激发温度被很好地再现,但是对于其它分子,例如HC $_3$ N,激发温度更易变,对于其它分子…
2020-03-16 astro-ph.GA
Gas phase Elemental abundances in Molecular cloudS (GEMS) I. The prototypical dark cloud TMC 1
GEMS是IRAM的一个30米大型计划,其目的是确定一组原型恒星形成区域的元素耗尽和电离分数。本文介绍了原型暗云TMC 1的第一个结果。用IRAM 30米望远镜进行了广泛的毫米波观测(3毫米和2毫米)和40米Yebes望远镜(1.3cm和7 mm)以确定在三个切口中CO、HCO+、HCN、CS、SO、HCS+和N2 H+的丰度分数,所述三个切口在众所周知的位置TMC 1-CP、TMC 1-NH 3和TMC 1-C处与致密细丝相交,消光范围从Av~3到~ 20等。可以区分具有不同化学性质的两个相:i)半透明的包层,分子氢密度为(1-5)x10 $^3$ cm $^{-3}$ ;和ii)致密相,位于Av> 10 mag,分子氢密度>10 $^4$ cm $^{-3}$。观测和模拟结果表明,气相中C和O的丰度沿C+/C/CO过渡区逐渐降低,其中C/H~ 8 × 10 $^{-5}$和C/O~0.8-1,直到在Av~10 mag.这是一致的颗粒温度低于CO蒸发温度在这个区域的开始的致密相。在硫的情况下,在半透明阶段之前,我们估计S/H~(0.4 - 2.2)x10 $^{-6}$,丰度比太阳值低约7-40倍。在厚的冰幔形成期间,必须存在第二次强烈的亏损,以达到在致密冷核中测量的S/H值(S/H~ 8 × 10 $^{-8}$)。基于我们的化学模拟,我们将半透明云中的$ζ_{\rm H_2}…
2019-03-07 astro-ph.GA
Parsec-scale SiO emission in the Galactic Center
本文利用格林班克望远镜对银河系中心中央5秒差距区域进行SiO(1-0)观测,发现环核盘东北臂存在高强度SiO发射,可能是云-云碰撞或早期恒星形成的候选区域。
2025-07-08 astro-ph.GA
Reexploring Molecular Complexity with ALMA: Insights into chemical differentiation from the molecular composition of hot cores in Sgr B2(N2)
利用ALMA的ReMoCA巡测研究Sgr B2(N2)热核化学组成,发现分子丰度随复杂度增加而递减,含N分子对激波等环境更敏感,揭示了化学分化机制。
2025-05-06 astro-ph.GA
Extending the view of ArH+ chemistry in diffuse clouds
赫歇尔任务的一个惊喜是在蟹状星云的发射和对强银河背景源的吸收中检测到ArH+。虽然这些探测仅限于银河系的第一象限,但现有的数据表明,ArH+无处不在,专门探测ISM的扩散原子区域。在这项研究中,我们扩大了ArH+的覆盖范围到银河系的其他部分,其J = 1-0过渡沿7个银河视线明亮的亚毫米连续源的新观测。我们的目标是通过评估其与其他众所周知的原子和分子气体示踪剂的相关性(或缺乏相关性)来衡量其作为纯原子气体示踪剂的效率。在APEX 12米望远镜上使用新的灵敏的SEPIA 660接收器对617.5 GHz附近的ArH+进行了观测。该接收机的两个边带使我们能够同时观察到607.227 GHz的p-H2O+跃迁和ArH+谱线。通过分析OH+和o-H2O+的稳态化学,我们得出了在本研究所研究的视线方向上的平均宇宙线电离率(CRIR)为2.3e-16 s^-1。使用CRIR和所观察到的ArH+丰度的导出值,我们限制由ArH+追踪的气体的分子分数低于2 e-2,中值为8.8e-4。结合起来,我们的ArH+,OH+,H2O+,和CH探测ISM的不同制度的观察,从扩散原子扩散和半透明的分子云。在银河系尺度上,我们看到N(ArH+)的分布与N(H)的分布相关,特别是在银河系内部,在更大的银河系中心距离处,原子气体的温暖中性介质相可能甚至有贡献。我们推导出的平均O/P比为2.1的H2O+,这对应于核自旋…
2020-10-05 astro-ph.GA
A Centimeter-wave Study of Methanol and Ammonia Isotopologues in Sgr B2(N): Physical and chemical differentiation between two hot cores
我们提出了新的射频干涉图的发射从14 NH3,15 NH3,和14 NH 2D同位素的氨,和12 CH 3OH和13 CH 3OH同位素的甲醇向Sgr B2(N)。在~ 3“(0.1 pc)的分辨率下,我们能够在空间上分辨来自该源中两个热核的发射,并将其与该区域紧凑的HII区域的吸收分开。第一个(N1)是众所周知的v = 64 km/s的核心,第二个(N2)是在北方6“的核心,v = 73 km/s。使用15 NH3和超精细卫星的14 NH3亚稳跃迁的排放,我们估计这些源的14 NH3列密度,并将它们与14 NH 2D进行比较。我们发现N2的氨氘代分数比N1高大约10-20倍。我们还测量了[15 NH3/14 NH3]丰度比,其在N2中明显比N1高2-3倍,这可以指示在N2中相应更高程度的氮分馏。此外,我们发现,N2的甲醇丰度比N1高7倍。总之,这些丰富的签名表明,N2是一个年轻的来源,在低温下的谷物化学特性的物种目前正在积极地从冰盖中解放出来,尚未达到化学平衡的温暖的气相。在N2中发现的NH3中的高D丰度和可能的高15 N丰度对于研究原始太阳系物质中丰度的潜在星际起源是有趣的。
2018-10-30 astro-ph.GA
Upper limits to interstellar NH+ and para-NH2- abundances. Herschel-HIFI observations towards Sgr B2 (M) and G10.6-0.4 (W31C)
随着赫歇尔空间天文台最近的结果,对星际氮化学的理解有了显著的提高。为了设置更好的约束条件,我们在这里报告了使用Herschel-HIFI对^2Pi_1/2下自旋梯的NH+基态转动跃迁J=1.5-0.5的深度搜索,在1013和1019 GHz处具有精细结构跃迁,以及在934 GHz处朝向Sgr B2(M)和G10.6-0.4的对-NH 2 - 1_1,1 - 0_0,0转动跃迁。未明确检测到NH+,在Sgr B2(M)和G10.6-0.4中推导出的上限分别为<2*10^-12和<7*10^-13。由于1013 GHz跃迁距离CH 2NH线仅-2.5 km/s(在Sgr B2(M)中的吸收中可见),并且1019 GHz跃迁中的超精细结构分量分布在134 km/s上,因此搜索变得复杂。NH_2-离子在G10.6-0.4方向上的跃迁是无效的,而对NH_2 - 1_1,1 - 0_0,0的跃迁是以19 km/s的速度向Sgr B_2(M)方向的。假设吸收发生在标称源速度为+64 km/s时,则剩余频率为933.996 GHz,与我们的估计值偏移141 MHz。以这一特征作为上限,我们发现N(p-NH 2-)<4*10^11 cm^-2。扩散视线气体中两种物质的上限均小于NH、NH 2和NH3对两种来源测得值的0.1 - 2%。化学建模预测NH+丰度比我们目前的上限低几倍,在扩散气体和典型的S…
2014-07-07 astro-ph.GA
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
A Simple and Accurate Network for Hydrogen and Carbon Chemistry in the ISM
化学在星际介质(ISM)中起着重要的作用,调节气体的加热和冷却,并确定观测中跟踪气体性质的分子种类的丰度。虽然求解与时间相关的方程对于动态ISM中的精确丰度和温度是必要的,但是完整的化学网络在计算上太昂贵而不能并入数值模拟中。本文提出了一种新的原子分子ISM中氢和碳化学的简化网络。我们将我们的化学网络的结果与完整的光解离区域(PDR)代码的结果进行了详细的比较,并与Nelson & Langer(1999)(NL 99)网络先前在模拟文献中采用的结果进行了比较。我们发现,我们的化学网络给出了类似的结果,PDR代码中的平衡丰度的所有物种在很宽的范围内的密度,温度和金属,而NL 99网络显示出显着的分歧。应用我们的网络在一维模型中,我们发现,$\mathrm{CO}$占主导地位的制度界定最冷的气体和相应的温度跟踪宇宙射线电离率的分子云。我们提供了一个简单的适合的轨迹的$\mathrm{CO}$占主导地位的区域作为气体密度和列的函数。我们还比较了弥漫和半透明云的观测。我们发现,$\mathrm{CO}$,$\mathrm{CHx}$和$\mathrm{OHx}$丰度是一致的平衡预测密度$n=100-1000~\mathrm{cm^{-3}}$,但预测的平衡$\mathrm{C}$丰度高于观测,信号的非平衡/动力学效应的潜在重要性。
2019-04-04 astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemical modeling of the complex organic molecules in the extended region around Sagittarius B2
在Sgr B2周围的扩展区域中观察到七个COM的化学分化:CH $_2$ OCHO,CH $_3$ OCHO,t-HCOOH,C $_2$ H $_5$ OH,在扩展区和热核Sgr B2(N)和Sgr B3(N)附近都检测到CH $_3$ NH $_2$ 2(M),而CH $_3$ OCH $_3$和C $_2$ H $_5$ CN仅在热核附近检测到。延伸区的密度和温度相对较低。人们提出了不同的解吸机制来解释寒冷地区观测到的COMs,但未能解释CH $_3$ OCH $_3$和C $_2$ H $_5$ CN的缺乏。我们探索了在什么样的物理条件下,化学模拟可以拟合的观测和解释这些物种的不同空间分布。我们使用蒙特卡罗方法进行详细的参数空间研究。我们研究了不同的机制如何影响结果。所有基于静态物理的气体-颗粒化学模型都不能拟合观测结果。在$T\sim30-60$ K时,基于演化物理条件的计算结果可以拟合6个COMs,但最佳拟合温度仍高于观测到的尘埃温度20 K。当温度为20 K时,考虑短持续时间的$\sim 10^2$ yr X射线爆发与$ζ_{\mathrm{CR}}=1.3\times10^{-13}$ s $^{-1}$,在$T\sim27$ K处达到最好的一致。反应解吸是产生这些COMs并导致CH $_3$ OCH $_3$和C $_2$ H $_5$ CN低丰度的关键机制。Sg…
2021-03-18 astro-ph.GA
How chemistry influences cloud structure, star formation, and the IMF
在恒星形成云的早期阶段,稳定的分子物质,如CO,是气相中重要的冷却剂。这些分子在尘埃表面的耗尽会影响分子云的热平衡,从而影响它们的整个演化。首次研究了晶粒表面化学(GSC)对恒星形成的影响及其对初始质量函数(IMF)的影响。我们遵循一个收缩的半透明云,我们在其中详细处理气体颗粒的化学相互作用,包括冻结的过程。我们在三种不同的条件下进行三维流体动力学模拟,纯气相模型,冻结模型,和一个完整的化学模型。这些模式显示了云坍缩过程中不同的热演化过程。气体的状态方程(EOS)随着CO的冻结而变得更软,结果表明,在恒星形成开始时,云保留了其演化历史,使得三种模型之间形成的恒星数量相差(7%)。当我们考虑纯冻结时,虽然恒星质量分布导致不同的IMF,但随着GSC的完全处理,与纯气相模型的分歧是最小的。我们发现,冻结的影响是平衡的非热过程,化学和光解吸。我们还发现了0.12 pc($\pm$ 0.03 pc)的平均细丝宽度,并推测这可能是由气尘热耦合引起的EOS变化的结果。我们的结论是,GSC起着很大的作用,分子云的化学成分和表面过程需要准确地解释观测,但是,GSC没有显着的影响,至于恒星的形成和IMF的关注。
2015-12-17 astro-ph.GA astro-ph.SR
Interstellar detection and chemical modeling of iso-propanol and its normal isomer
在ALMA的出现所允许的大质量恒星形成原星团Sgr B2(N)中检测到支链烷基分子,揭示了星际化学的新维度。天体化学模拟随后预测,超过一定程度的分子复杂性,分支分子甚至可以支配它们的直链异构体。更一般地说,我们的目标是进一步探测ISM中存在的复杂的有机分子的能力,表现出一个正常的和异构体,通过连接的官能团的伯或仲碳原子。我们使用成像谱线调查调查ReMoCA与ALMA进行和最近的光谱研究丙醇的结果,寻找该分子的异构体和正常异构体的热分子核心Sgr B2(N2)。我们扩展了天体化学模型MAGICKAL的网络,以探索丙醇的形成路线。我们报告的第一个星际检测异丙醇对Sgr B2(N2)的位置,显示窄线宽。我们还报告了第一次安全检测正丙醇在一个热的核心。发现异丙醇几乎与正丙醇一样丰富,丰度比为0.6,与我们先前在Sgr B2(N2)中获得的异丙基氰和正丙基氰的丰度比0.4相似。结果与我们的天体化学模型的结果,这表明OH-自由基除了丙烯在尘埃颗粒冰幔,驱动水的光解,可以产生适当数量的正丙醇和异丙醇的结果是一致的。Sgr B2(N2)中的n与i的比率可能是该反应过程的分支比的直接遗传。正丙醇和异丙醇的检测和它们的比例表明,对正常形式的丙腈先前确定的适度偏好可能是一个更普遍的功能之间类似大小的星际分子。[删节]
2022-04-21 astro-ph.GA
A Two Micron All-Sky Survey View of the Sagittarius Dwarf Galaxy: VI. s-Process and Titanium Abundance Variations Along the Sagittarius Stream
我们提出了高分辨率光谱测量的钛(Ti),钇(Y)和镧(La)的丰度的M巨星候选人的人马座(Sgr)矮球状体(dSph)+潮汐尾系统的位置和径向速度的基础上预选。这些恒星中的大多数与名义上的银河系(MW)恒星相比显示出特殊的丰度模式。Sgr流和Sgr核的[Ti/Fe]、[Y/Fe]、[La/Fe]和[La/Y]与[Fe/H]的总体分布与大麦云(LMC)和其它dSphs的分布相似,只是[Fe/H]比LMC和其它dSphs分别偏移了~+0.4和~+1 dex;这些相对位移反映了与其它卫星相比,Sgr的化学演化更快和/或更有效,并表明Sgr具有比其它dSphs更像LMC的富集历史。通过跟踪沿着Sgr流的丰度模式的演变,我们可以跟踪由Sgr捐赠给MW晕的dSph星的化学组成的时间变化。这一演化表明,虽然目前在Sgr dSph中的大部分恒星与MW晕的恒星非常不同,但沿着Sgr流更远的恒星数量越来越多,具有类似MW晕星的丰度,这一趋势清楚地表明了MW晕可能是由现代卫星星系贡献的,即使这些卫星的化学成分现在与典型的晕场星不同。最后,我们分析了一组移动的M巨星之间的Sgr主导臂恒星在北银河帽的化学丰度,但有径向速度不同的下落Sgr主导臂碎片有。通过使用“化学指纹”,我们得出结论,这些北半球的M巨星也是Sgr星,可能是拖曳臂碎片重叠在北方的主导臂上。
2009-11-23 astro-ph.GA astro-ph.SR
The photodissociation and chemistry of CO isotopologues: applications to interstellar clouds and circumstellar disks
目标。在从星际云到原行星盘的许多天体物理环境中,紫外光离解是CO的一种重要破坏机制。这项工作的目的是更好地了解该过程的深度依赖性和同位素选择性本质。方法.我们提出了一个光解模型的基础上,最近的光谱数据从文献中,这使我们能够计算深度依赖性和同位素选择性的光解速率在更高的精度比以前的工作。该模型包括自屏蔽、相互屏蔽和原子分子氢屏蔽,并且是第一个包括稀有同位素体C17 O和13 C17 O的模型。我们把它耦合到一个简单的化学网络来分析扩散和半透明云,光子占主导地位的地区,和拱星盘中的CO丰度。结果在未衰减的星际辐射场中,光解离速率为2.6 e-10 s^-1,比目前采用的数值高出30%。当温度高于100 K时,增加激发温度或多普勒宽度可使光解速率和同位素选择性降低三倍。该模型再现了对扩散云和PDR观测到的柱密度,并对扩散云中N(12 CO)/N(13 CO)比值的增强和降低提供了解释。C17 O和13 C17 O的光解离分别与C18 O和13 C18 O的光解离显示出几乎完全相同的深度依赖性,因此17 O和18 O相对于16 O被同等地分馏。这支持了最近的假设,即太阳星云中的CO光解是陨石中异常的17 O和18 O丰度的原因。
2009-06-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
Impact of an Active Sgr A* on the Synthesis of Water and Organic Molecules Throughout the Milky Way
Sgr A*,我们银河系中的超大质量黑洞(SMBH),今天处于休眠状态,但它应该在过去的数十亿年中经历了多次气体吸积事件,才成长到目前的质量$4\times10^6\,M_\odot$。每一幕都暂时点燃SMBH,并将银河系中心变成一个活动星系核(AGN)。最近,我们发现活动星系核可以产生大量的硬X射线,这些硬X射线可以穿透银道面内致密的星际介质。在这里,我们进一步研究X射线对银河系分子化学的影响。我们使用化学反应网络来模拟几种分子物种,包括H2O,CH3OH和H2CO,无论是在气相中和尘埃颗粒的表面上的演变。我们发现,X射线照射可以显着提高这些物种的丰度。这种效应在那些年轻的高密度分子云中最为显著,在银河系距离$8$ kpc或更小的地方可能更为突出。即使在活动星系核关闭几百万年后,化学丰度的印记也是可见的。
2020-07-17 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
The Chemistry and Kinematics of Two Molecular Clouds near Sagittarius A*
我们分析了银河系中央分子带中20和50 km/s的$^{-1}$分子云的化学和运动学性质,以及连接这两个分子云的分子脊的化学和运动学性质。我们的工作利用了来自Mopra和NANTEN 2望远镜的0.65,3和7毫米波段的37个分子跃迁。0.65毫米NANTEN 2数据突出了20公里/秒$^{-1}$云西部的密集的发射凝结,仅在其他四个过渡中可见,它们是3毫米H $^{13}$ CN(1--0),H $^{13}$ CO $^{+}$(1--0),HNC(1--0)和N $_{2}$ H $^{+}$(1--0),表明凝结是适度的光学厚和冷。我们发现,虽然两个云之间的相对化学丰度是一样的,在许多过渡,这表明在两个云之间的化学变化不大,20公里秒的$^{-1}$,冷云是明亮的比50公里秒的$^{-1}$云在冲击和高密度示踪剂。增强发射的空间分布是广泛的,在20公里秒的$^{-1}$云,通过线比图所示。穿过两个云的位置速度图表明气体混合良好。我们表明,分子脊是最有可能的一部分,20公里秒的$^{-1}$云,他们都可能会扩展到包括50公里秒的$^{-1}$云,作为一个更大的云的一部分。此外,我们预计,20公里秒的$^{-1}$云被潮汐剪切的结果,从Sgr A* 的引力位。
2016-08-17 astro-ph.GA
Herschel water maps towards the vicinity of the black hole Sgr A*
目的:研究银河系中心(GC)围绕Sgr A* 的~64 pc $^2$区域水辐射的空间分布和运动学。我们还分析了水的激发,推导出的物理条件和水的丰度在CND和“静止的云”。研究方法:我们提出了积分强度图的邻1 $_{10}-1_{01}$,和对位2 $_{02}-1_{11}$和1 $_{11}-0_{00}$水跃迁观察与Herschel的HIFI仪器。为了研究水的激发,我们使用基态邻位和对位H $_2^{18}$ O跃迁。在我们的研究中,我们还使用了SPIRE连续测量的CND。使用非LTE辐射传输代码,水线剖面和灰尘连续体进行了建模。我们还使用了一个旋转环模型,以再现CND运动学的PV图所表示的。结果:我们确定的水排放所产生的CND,西方流光,和20和50公里的$^{-1}$云。正交水图显示了[-220,10] km s $^{-1}$范围内的吸收结构。PV图显示2 $_{02}-1_{11}$ H $_2$ O发射跟踪CND。计算了CND云的高X $_{H_2O}$为$\sim$(0.1-1.3)$\times$ 10 $^{-5}$,VPDMATHABMX为14-23 km s $^{-1}$,TPDMATHABMY为15-45 K,20 km s $^{-1}$云的低X $_{\rm H_2O}$为4 $\times$ 10 $^{-8}$,VPDMATHABMX为9 km…
2019-02-13 astro-ph.GA
Chemical abundances of giant stars in NGC 5053 and NGC 5634, two globular clusters associated with the Sagittarius dwarf Spheroidal galaxy?
人马座矮椭球星系(Sgr dSph)的潮汐破裂正在产生银河系(MW)晕中最突出的子结构-人马座流。除了场星,Sgr dSph被怀疑已经失去了一些球状星团(GC)。许多银河系GC被怀疑起源于Sgr dSph。虽然对于一些候选者来说,由于化学相似性,Sgr dSph的起源已被证实,但其他候选者的化学成分从未被研究过。NGC 5053和NGC 5634是其中两个研究较少的Sgr dSph候选成员星系团。为了描述它们的组成,我们分析了NGC 5053中的一颗巨星和NGC 5634中的两颗巨星。我们分析高分辨率和信噪比光谱的MyGIsFOS代码的装置,确定大气参数和丰度之间的O和Eu多达21种。的丰度进行了比较与MW晕场星,“不相关”MW晕球状星团,和金属穷人Sgr dSph主体人口。NGC 5053的金属丰度[Fe Ⅱ/H]=-2.26+-0.10,NGC 5634的[Fe Ⅰ/H]=-1.99+-0.075和-1.97+-0.076。这使得NGC 5053成为MW中最缺乏金属的球状星团之一。这两个集群显示一个阿尔法增强类似的晕在可比的金属丰度。NGC 5634中的两颗恒星清楚地显示出在MW球状星团中广泛存在的Na-O关系。大多数其他丰度与标准MW晕趋势吻合良好。Sgr dSph主体种群的化学性质与低金属丰度的晕相似。因此,很难区分NGC 5053和NGC 5634在Sgr dSph中的起…
2015-05-22 astro-ph.GA astro-ph.SR
Re-exploring Molecular Complexity with ALMA (ReMoCA): Interstellar detection of urea
尿素,NH 2C(O)NH 2,是有机化学和生物学中非常重要的分子。过去曾报道过两次在星际介质中寻找尿素的研究,但都不是结论性的。我们希望利用ALMA提供的更高的灵敏度和角分辨率,来寻找嵌入在大质量恒星形成区Sgr B2(N)中的热核心中的尿素。我们使用新的谱线调查ReMoCA对Sgr B2(N)与ALMA在其观测周期4。在LTE近似下分析了频谱。我们构建了一个完整的合成光谱,其中包括迄今为止鉴定的所有分子。我们使用新的光谱预测尿素在其振动基态和第一振动激发态搜索这个复杂的有机分子的ReMoCA数据集。我们采用气体颗粒化学动力学模型MAGICKAL解释天文观测。我们报告了对热核Sgr B2(N1)的尿素的安全检测,该检测位于与连续谱峰略有偏移的称为N1S的位置,这避免了被尘埃遮蔽。我们推导出尿素的柱密度为2.7x10^16 cm-2,比甲酰胺低两个数量级,比异氰酸甲酯、乙酰胺和N-甲基甲酰胺低一个数量级。后一种分子被可靠地鉴定为N1S,有60条清晰的谱线,证实了早期关于其试验性星际探测的说法。我们报告了NH_2CH_(18)O和~(15)NH_2CHO的首次星际探测。我们还报告了未检测到尿素对二次热核Sgr B2(N2)的丰度相对于其他四个物种至少一个数量级低于对主要的热核。我们的化学模型大致再现了甲酰胺,甲基异氰酸酯,乙酰胺和N-甲基甲酰胺的相对丰度,但它过量产生尿素至少一个数量…
2019-06-17 astro-ph.GA
Mapping Observations of complex organic molecules around Sagittarius B2 with ARO 12m telescope
利用ARO 12 m望远镜在3 mm波段对人马座B2附近的几个复杂有机分子进行了高灵敏度的成图观测。基于它们的空间分布,分子可以被分类为不仅在Sgr B2(N)和Sgr B2(M)中检测到的“延伸的”,或者仅在朝向或靠近Sgr B2(N)和Sgr B2(M)检测到的“紧凑的”。“伸展”分子包括乙醇醛(CH_2 OHCHO)、甲酸甲酯(CH_3 OCHO)、甲酸(t-HCOOH)、乙醇(C_2 H_5 OH)和甲胺(CH_3 NH_2);“紧凑”分子包括二甲醚(CH_3 OCH_3)、乙腈(C_2 H_5CN)和氨基乙腈(H_2NCH_2CN)。这些“紧凑”分子可能在强紫外线辐射下产生,而“扩展”分子可能在低温下通过气相或颗粒表面反应形成。在89 GHz的“温暖”CH 2 OHCHO的空间分布不同于在13 GHz观察到的“冷”CH 2 OHCHO的空间分布。我们发现了过量的CH 2 OHCHO的证据相比,从气相模型,这表明颗粒表面反应是必要的,以解释起源的CH 2 OHCHO在人马座B2的预期。颗粒表面反应也需要解释“冷”CH 2 OHCHO和C2 H5 OH丰度之间的相关性。这些结果表明,在复杂的有机分子的生产粮食表面化学的重要性。
2019-11-22 astro-ph.GA astro-ph.SR
The chemistry of phosphorus-bearing molecules under energetic phenomena
几十年来,对星际介质中含磷分子的探测仅限于高质量恒星形成区(如SgrB 2和猎户座KL)和演化恒星的拱星包层。然而,最近的高灵敏度观测显示,像PN和PO这样的分子不仅存在于冷的大质量核心和PO/PN比>1的低质量恒星形成区,而且还存在于银河系中心的巨型分子云中,这些分子云暴露在高能量的现象中,如强烈的紫外辐射场、冲击波和宇宙射线。在本文中,我们进行了全面的研究,磷轴承分子的化学在不同的天体物理环境,其中包括一系列的物理条件(冷分子暗云,暖云,热核心/热corino),并暴露于不同的物理过程和高能现象(原恒星加热,冲击波,强烈的紫外线辐射和宇宙射线)。我们展示了如何测量的PO/PN比(在例如热分子核中>1,或在UV强烈照射的环境中<1)可以提供对源的物理条件和能量处理的约束。我们认为,P + OH --> PO + H反应可能是激波中一种有效的气相PO生成途径。我们的建模提供了一个模板,研究P-轴承物种的可探测性,不仅在我们自己的银河系的地区,而且在河外来源。
2018-06-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
Molecules in the Circumnuclear Disk of the Galactic Center
在中央黑洞Sgr A* 周围的几个秒差距内,环核盘(CND)的致密分子云材料中的化学物质可能受到许多高能现象的影响,例如来自大质量中央星团的高紫外线通量,来自Sgr A* 的X射线,冲击波和增强的宇宙射线通量。最近,用IRAM 30米和APEX 12米望远镜对80- 500千兆赫频率范围的相当大一部分进行了光谱调查,并对CND内和附近的选定位置进行了调查。这些数据集包含来自分子HCN、HCO $^+$、HNC、CS、SO、SiO、CN、H $_2$ CO、HC $_3$ N、N $_2$ H $^+$、H $_3$ O $^+$等的线。我们进行大速度梯度分析,以获得柱密度和总氢密度,$n$,为每个物种的分子云位于西南瓣的CND。上述分子的数据表明10 $^5\,$ cm $^{-3} \lesssim n <10^6\,$ cm $^{-3}$,这表明CND是潮汐不稳定的。导出的化学成分进行比较,使用UCL\_CHEM代码,包括气体和粮食反应,冲击波的影响计算的化学模型。模型运行不同的冲击波速度,宇宙射线电离率,和数密度。由此产生的化学成分最适合一个非常高的宇宙射线电离率值$ζ\sim 10^{-14}\,$ s $^{-1}$,3个数量级高于正常的银河系分子云的值,如果前冲击密度为$n=10^5\,$ cm $^{-3}$。
2013-12-06 astro-ph.GA
The Galactic Centre G+0.633-0.0604 Molecular Cloud: A New Gold Mine for Astrochemistry
Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA(天体生物学中心(CAB),西班牙国家航空航天技术研究所/西班牙国家科学研究委员会);Center for Astrochemical Studies, Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik(系外行星物理研究所天体化学研究)
该研究对银心Sgr B2南部新发现的富化学分子云G+0.633-0.0604进行表征,证实其为G+0.693的天体化学孪生体,二者构成研究星际分子复杂性的基准对。
2026-08-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
Modelling methanol and hydride formation in the JWST Ice Age era
该研究利用多种天体化学代码模拟蝘蜓座I云冰化学,发现CH3OH冰主要通过CO氢化形成,并解释了JWST观测到的冰成分。
2025-02-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
Molecular absorption lines toward star-forming regions : a comparative study of HCO+, HNC, HCN, and CN
目标。在扩散星际介质(ISM)的气相化学起源的几种分子物种的比较研究是解开ISM的耦合化学和动力学演化的关键输入。方法.在IRAM-30 m望远镜上观测到HCO+、HCN、HNC和CN的最低转动谱线,它们在银道面大质量恒星形成区的λ3 mm和λ1.3 mm连续辐射中被吸收。吸收线沿着这些视线探测千秒差距以上的气体。通过比较两个最低跃迁的激发温度,推断出HCO+的激发温度。在同一视线上的所有分子种类的光谱被分解成高斯速度分量。大多数出现在给定视线的所有光谱中。对于每个组分,我们推导出中心不透明度,速度色散,并计算分子柱密度。我们比较了我们的结果的预测紫外线占主导地位的化学模型的光解区域(PDR模型)和非平衡模型,其中的化学是由湍流能量的耗散(TDR模型)。结果所有速度分量的分子柱密度跨越两个数量级。CN、HCN和HNC的那些彼此线性相关,平均比值N(HCN)/N(HNC)= 4.8 $\pm$ 1.3和N(CN)/N(HNC)= 34 $\pm$ 12,并且与HCO+的那些更松散相关,N(HNC)/N(HCO+)= 0.5 $\pm$ 0.3,N(HCN)/N(HCO+)= 1.9 $\pm$ 0.9,和N(CN)/N(HCO+)= 18 $\pm$ 9。这些比值与从银河系高纬度视线的观测中推断的相似,表明银河系平面内吸收线采样的气体具有与太阳附近相同的化学性质。高斯速度分量的半高宽…
2010-06-03 astro-ph.GA
The molecular ISM in luminous infrared galaxies: a 3mm line survey of Arp 157
在这项工作中,我们提出了一个相互作用的发光红外星系Arp 157(NGC 520)的分子线发射的搜索。我们报告检测到19种不同的线,从12种不同的分子物种在我们的3毫米线调查和支持2毫米和1毫米的意见。我们研究了检测线的配置文件,并发现所有物种显示不对称的发射线,与配置文件不同的系统作为临界密度的函数。我们推导出该系统的天然气储层内的物理条件,使用同位素比值,激发分析,和旋转图。我们认为,在这个来源,我们正在观察一个温暖的(特克斯> 23 K)的边缘,不对称的星爆环,加上一个密度较低的中央分子组成部分,这是更光学薄。我们比较我们的分子丰度与几个研究良好的星系,并与银河系的地区,以确定在Arp 157的化学的主要驱动程序。我们强调了一些显着的差异,在这个来源和更极端的超亮红外星系Arp 220的分子丰度。这表明,不同的物理机制可能成为重要的驱动气体化学在不同点的合并引起的星爆的演变。在我们考虑的邻近星系中,NGC 253(其核化学主要是由大尺度冲击)和NGC 1068(其核化学主要是X射线)与Arp 157具有最相似的分子丰度。银河系的Sgr B2(OH)(在那里冰的冲击解吸被认为是重要的)也可能有类似的丰度Arp 157。因此,我们假设冲击和/或正在进行的合并(或星暴风)产生的硬辐射场正在驱动Arp 157的分子化学。
2013-08-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
HyGAL: Characterizing the Galactic ISM with observations of hydrides and other small molecules II. The absorption line survey with the IRAM 30 m telescope
作为HyGAL平流层天文台红外天文学遗产计划的补充,我们报告的结果,简单分子的扩散和半透明的银河云地面吸收线调查。使用射电天文学研究所毫米(IRAM)的30米望远镜,我们调查了分子线在2毫米和3毫米波长范围内对15毫米连续光源。这些源都是大质量的恒星形成区域,主要位于银河系的第一和第二象限,形成了可以由IRAM 30 m望远镜观察到的HyGAL样本的子集。我们检测到HCO $^+$吸收线朝向14条视线,我们确定了78个前景云成分,以及HCN,HNC,C $_2$ H和c-C $_3$ H $_2$朝向大多数视线的线。此外,CS和H $_2$ S吸收线被发现朝向至少一半的连续谱源。静态Meudon光解离区(PDR)的等压模型,考虑紫外线为主的化学不能再现的所有7个分子物种的柱密度只有几个因素,除了H $_2$ S。湍流耗散驱动的其他形成路线的列入可能解释了观测到的高柱密度,这些物种在弥漫的云。对于较小的样本,H $_2$ S和CS相对于H $_2$的丰度有一个初步趋势,即在弥漫云($X$(H $_2$ S)和$X$(CS)$\sim 10^{-8} - 10^{-7}$)中比在半透明云($X$(H $_2$ S)和$X$(CS)$\sim 10^{-9} - 10^{-8}$)中更大;然而,为了证实这一趋势,需要更大的样本。推导出的H $_2$ S柱密度高于等压PDR模型预测的值,表…
2022-12-19 astro-ph.GA astro-ph.SR