Abundances of sulphur molecules in the Horsehead nebula. First NS+ detection in a photodissociation region
目标。我们的目标是完成清单的S-轴承分子和它们的丰度在原型的光解区域(PDR)的马头星云,深入了解硫化学在紫外线照射的地区。基于WHISPER毫米(mm)线调查,我们的目标是提供一个改进的和更准确的描述硫物种及其丰度的核心和PDR的位置在马头。方法.蒙特卡罗马尔可夫链(MCMC)方法和分子激发和辐射转移程序RADEX被用来探索参数空间,并确定物理条件和束平均分子丰度。结果在两个靶位点共检测到13种含硫物质(CS、SO、SO2、OCS、H2 CS-邻位和对位HDCS、C2 S、HCS+、SO+、H2S、S2 H、NS和NS+)。这是在马头中首次检测到SO+,也是在任何PDR中首次检测到NS+。我们发现星云内C-S和O-S轴承物种之间的化学行为有所不同。含C-S的C_2S和o-H_2CS的丰度在岩芯中比在PDR中高2倍以上。相反,O-S轴承分子SO,SO2和OCS呈现类似的丰度朝向两个位置。少数分子SO+、NS和NS+朝向PDR比朝向核心更丰富,并且可以被认为是PDR示踪剂。结论.这是第一个完整的研究S-轴承物种走向PDR。我们的研究表明,CS,SO和H2S是最丰富的S-轴承分子在PDR与丰度的几个1 E-9。我们记得SH、SH+、S和S+在WHISPER巡天覆盖的波长上是不可观测的。在我们观测的空间尺度上,锁定在探测到的物质中的S原子的总丰度<1 E-8,仅为宇宙硫丰度的~0.1%。
2019-06-24 astro-ph.GA astro-ph.SR
Detection of phosphorus-bearing molecules towards a Solar-type protostar
磷是地球生物化学中的关键成分,但在分子ISM中很少观察到,因此对它在恒星和行星形成序列中的遗传方式知之甚少。我们目前的观测磷轴承分子PO和PN对I类低质量原恒星B1-a使用IRAM 30米望远镜,代表第二次检测磷载体在太阳型恒星形成区域。PO和PN中所含的P/H丰度为~10 $^{-10}$ -10 $^{-9}$,这取决于假定的来源大小,仅占太阳能磷丰度的0.05-0.5%,这意味着磷在耐火材料中的显著螯合。根据PO和PN线轮廓与激波示踪剂SiO、SO $_2$和CH $_3$ OH的比较,磷分子发射似乎起源于激波气体,并可能与原恒星外流有关。我们发现PO/PN柱密度比约为1-3,这与在低质量原恒星L1157、大质量恒星形成区W51和W3(OH)以及银河系中心GMC G+0.693-0.03的激波流出中测量的值一致。在一系列环境条件下,不同来源的PO/PN比的范围很窄,这是令人惊讶的,并且可能编码了关于磷载体如何储存在谷物地幔中的信息。
2019-10-10 astro-ph.GA astro-ph.SR
Complex organic molecules in low-mass protostars on Solar System scales -- II. Nitrogen-bearing species
行星的化学成分由恒星形成早期阶段的物理和化学过程决定。目的是用ALMA在毫米波长下研究两个0类原恒星(B1-c和S68 N)的含氮复杂有机分子。接下来,将检测到的含N物质的结果与相同和其他来源的含O物质的结果进行比较。以$\sim$ 0.5”分辨率研究波段6($\sim$ 1 mm)和波段5($\sim$ 2 mm)的ALMA观测,并以$\sim$ 2.5”波束中的波段3($\sim$ 3 mm)数据进行补充。NH 2CHO、C2 H5 CN、HNCO、HN 13 CO、DNCO、CH 3CN、CH 2DCN和CHD 2CN被鉴定为所调查的来源。这两种来源相对于CH 3OH和HNCO的丰度相似,柱密度通常比含O物质低一个数量级。最大的变化,一个数量级,被认为是NH 2CHO丰度比相对于HNCO和CH 3OH和不相关的原恒星光度。此外,在不确定性内,含N物质与含O物质具有相似的激发温度($\sim$ 100 $\sim$ 300 K)。大多数HNCO丰度的相似性,包括CH 2DCN和CHD 2CN,暗示了一个共同的化学历史,特别是在恒星形成之前寒冷地区的高D/H比。然而,丰度的一些变化可能反映了化学对当地条件的敏感性,如温度(例如NH 2CHO),而其他变化可能是由于分子的发射区域差异与其在冰中的不同结合能有关。这里讨论的两个来源增加了对太阳系尺度进行如此详细化学分析的少数来源。未来…
2021-04-07 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Complex molecules in W51 North region
我们提出了亚毫米阵列(SMA)分子线观测在两个2 GHz宽的波段,中心在217.5和227.5 GHz,对大质量恒星形成区W51北。我们确定了84个分子线转换从17个物种和它们的同位素。这些谱线的分子气体分布主要集中在W51北的连续谱位置,并有一个向西延伸的小尾巴,可能与W51 d2有关。除了通常检测到的含氮和含氧物质,我们还检测到大量的丙酮(CH $_3$ COCH $_3$)和甲酸甲酯(CH $_3$ OCHO)的跃迁,这可能表明这些分子存在于大质量恒星的早期演化阶段。我们还发现W51 North是一个富含乙醇的来源。含氧分子和含氮分子的分子气体分布没有明显差别。在局域热力学平衡(LTE)假设下,用XCLASS工具估算了分子柱密度和旋转温度。我们发现,含氧分子有相当高的柱密度和分数丰度比含氮分子。旋转温度范围为100 - 200 K,表明分子发射可能起源于温暖的环境。最后,根据气体分布、丰度分数和旋转温度,我们认为CH $_3$ OH,C $_2$ H $_5$ OH,CH $_3$ COCH $_3$和CH $_3$ CN可能在颗粒表面合成,而气相化学负责CH $_3$ OCH $_3$的生产$_3$、CH $_3$ OCHO和CH $_2$ CHCN。
2015-10-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
First detection of silicon-bearing molecules in $η$ Car
我们目前的ALMA波段6观测的明亮的蓝色变量埃塔车,在ALMAGAL程序中获得。我们报道了在Homunculus星云的赤道区域的SiOJ =5-4,SiSJ =12-11和SiN N=5-4的发射,构成了在一个高度演化的早期型大质量恒星的外围的硅和硫轴承分子的第一次检测。SiO,SiS和SiN跟踪一个cloudical赤道环,围绕中央双星在投影距离为2角秒,描绘了蝴蝶状的尘埃区的内缘。含硅化合物的形成可能与由于埃塔车的可变风况而导致的灰尘的持续循环有关,这破坏了颗粒并将硅释放回气相。我们讨论了可能的形成路线所观察到的物种,将它们的背景下,在目前的分子库存埃塔汽车。我们发现,SiO和SiS的分数丰度在局部团块的环,$6.7\times10^{-9}$和$1.2\times10^{-8}$分别,是异常低于那些在富C和O AGB星和冷超巨星测量,而更高的SiN丰度,$3.6\times10^{-8}$,证据的喷出物的富氮化学。这些丰度必须被视为严格的上限,因为H2在侏儒体内的分布是未知的。无论如何,这些发现为Eta Car独特的分子生态系统提供了新的线索,并将其周围环境建立为一个新的实验室,以研究极端天体物理条件下硅酸盐尘埃的生命周期。
2022-10-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
Sulphur-bearing molecules in AGB stars I: The occurrence of hydrogen sulfide
通过对各种含硫分子的(亚)毫米发射谱线的调查,我们的目标是确定哪些分子是不同类型AGB星中硫的主要载体。在本文中,第一个系列,我们调查的发生H $_2$ S AGB拱星信封,并确定其丰度,在可能的情况下。我们用APEX望远镜观测了20颗具有不同质量损失率和不同化学类型的AGB星,寻找了5种关键含硫分子CS、SiS、SO、SO $_2$和H $_2$ S的转动跃迁线。在这里,我们提出了我们的结果H $_2$ S,包括检测,非检测和详细的辐射转移模型的检测线。我们比较结果的基础上不同的描述H $_2$ S的分子激发和不同的丰度分布,包括那些来自化学建模结果。我们检测到H $_2$ S对五个AGB星,所有这些都有高质量损失率的$\dot{M}\geq 5\times 10^{-6}M_\odot$年$^{-1}$和富氧。H $_2$ S在碳或S型恒星中没有被探测到,这些恒星的质量损失范围相似。对于我们的样本中的恒星与检测,我们发现峰值o-H $_2$ S丰度相对于H $_2$之间的$4\times 10^{-7}$和$2.5\times 10^{-5}$。总的来说,我们的结论是H $_2$ S可以发挥重要作用,在富氧AGB星具有较高的质量损失率,但不太可能发挥关键作用,在其他化学类型的恒星或较低的质量损失率的富氧星。对于V1300 Aql和GX Mon这两个源,H $_2$ S很可能是拱…
2017-07-19 astro-ph.SR
Chemical Differentiation around Five Massive Protostars Revealed by ALMA -Carbon-Chain Species, Oxygen-/Nitrogen-Bearing Complex Organic Molecules-
本文利用ALMA观测五颗大质量原恒星,发现HC5N与含氮复杂有机分子共存于高温热核区,并通过化学模拟证明存在一种不同于暖碳链化学的新型热碳链化学。
2023-04-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
Molecule-dependent Abundance Behavior of Oxygen-bearing Complex Organics in High-Mass Star-Forming Regions: A Uniform 50-source Survey
Chongqing University(重庆大学);Shenzhen Technology University(深圳职业技术大学);Guangxi University(广西大学);Xi’an Jiaotong-Liverpool University(西交利物浦大学);Tsinghua University(清华大学);National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);Observatoire de Paris, PSL Research University, CNRS, Sorbonne Universités(巴黎天文台、PSL研究大学、法国国家科学研究中心、索邦大学)
该研究对50个高质量恒星形成区域的四种含氧复杂有机分子进行统一调查,用均匀转动图方法分析,得出柱密度。发现分子丰度比相关性及行为存在差异,与此前观测比较并通过模型定性分析,为常见含氧化合物提供丰度比约束,表明其行为具分子依赖性。
2026-07-21 astro-ph.GA astro-ph.SR
ALMA and ROSINA detections of phosphorus-bearing molecules: the interstellar thread between star-forming regions and comets
为了了解含磷分子是如何在恒星形成区形成的,我们分析了ALMA对大质量恒星形成区AFGL 5142的PN和PO观测,并结合了对67 P/Churyumov-Gerasimenko彗星数据的新分析。的ALMA地图显示,PN和PO的排放产生于几个点与低速气体在腔壁的双极流出窄线宽。PO比PN更丰富,在大多数的斑点,与PO/PN的比例增加的函数的距离原恒星。我们的数据有利于形成的情况下,冲击溅射的尘埃颗粒表面的磷,和气相光化学诱导的紫外光子从原恒星允许有效地形成的两个物种在腔壁。对ROSINA资料的分析表明,PO是彗星中P的主要载体,PO/PN>10。由于彗星可能向早期地球提供了大量的生命前物质,这一发现表明PO可能在我们星球的黎明期间对磷库做出重大贡献。有证据表明PO在太阳诞生之前就已经存在于彗星冰中,因此彗星的化学收支可能是从太阳系的诞生环境中继承而来的,太阳系被认为是一个包括大质量恒星的星团。
2019-11-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Perseus ALMA Chemical Survey (PEACHES). III. Sulfur-bearing species tracing accretion and ejection processes in young protostars
该研究基于PEACHES巡天对50个原恒星的含硫分子观测,发现SO/34SO比值可示踪内部高密度包层,SO2丰度受外部紫外辐射影响,且不同演化阶段SO2发射机制各异,揭示了硫化物在吸积与喷流过程中的示踪作用。
2023-09-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
Formation of N-bearing complex organic molecules in molecular clouds: Ketenimine, acetonitrile, acetaldimine, and vinylamine via the UV photolysis of C$_2$H$_2$ ice
本研究通过10 K下C$_2$H$_2$:NH$_3$冰的紫外光解实验,揭示含氮COM的生成路径与转化关系,并给出有效截面。
2024-05-13 astro-ph.GA astro-ph.SR
The GUAPOS project: G31.41+0.31 Unbiased ALMA sPectral Observational Survey. IV. Phosphorus-bearing molecules and their relation with shock tracers
本研究基于GUAPOS项目利用ALMA观测热分子核G31.41+0.31中的含磷分子及激波示踪剂,发现PN与SiO辐射高度相关且源于激波化学,并提出PN辐射区域“2”可作为激波化学研究的新天体物理实验室。
2023-11-22 astro-ph.GA astro-ph.SR
Sulfur-bearing species in molecular clouds
我们研究了几种分子,这些分子可以帮助解决稠密云层和星周区域中缺少硫的问题,以及澄清彗星中的硫化学。这些硫分子是:三聚体(CH 2S)3和四聚体(CH 2S)4,它们是硫代甲醛、五硫杂环庚烷S5 CH 2、六硫杂环庚烷S6 CH 2、硫杂环丙烷C2 H4 S、三硫烷HSSSH和硫代丙酮(CH 3)2CS。用密度泛函理论计算了这些化合物的红外光谱。大多数计算的波段属于中红外,其中一些发生在近红外和远红外区域。我们认为红外空间天文台在几个活动星系核和星暴星系中观测到的一些未识别的光谱特征可能是由1,3,5-三硫杂环己烷((CH_2S)_3),1,3,5,7-四硫杂环己烷((CH_2S)_4)和硫杂环丙烷(C_2H_4S)引起的。与计算波段比较的未识别红外特征的天体是:NGC 253,M82,NGC 1068,Circinus,Arp 220,30 Doradus,Orion KL和Sgr B2。
2014-10-30 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.atm-clus
Sulphur-Bearing and Complex Organic Molecules in an Infrared Cold Core
自ALMA天文台开始运行以来,揭示了红外冷核的新的重要化学。毫米范围内的分子跃迁正被用来识别和表征这些来源。我们研究了231 GHz ALMA档案观测的红外暗云区C9,重点是较亮的源,我们称之为IRDC-C9主。我们报告存在两个子结构上的连续映射的这个源:一个紧凑的亮点与高化学多样性,我们标记为核心,和一个较弱的和扩展的,我们标记为尾巴。在核心中,我们已经鉴定了分子OCS(19-18)、$^{13}$ CS(5-4)和CH $_{3}$ CH $_{2}$ CN的谱线,CH $_{3}$ CHO的几条谱线和$^{13}$ CH $_{3}$ CN的k梯发射。我们报告了两个不同的温度区域:虽然CH $_{3}$ CHO的旋转图显示温度为25 K,$^{13}$ CH $_{3}$ CN的旋转图表明在温度为$\sim450$ K时的较暖相。在尾部,仅检测到OCS(19-18)和$^{13}$ CS(5-4)系。我们使用$Nautilus$和\textsc{Radex}程序估计柱密度和丰度。在IRDC-C9主星核心存在的热气体表明存在一颗原恒星,而在尾部则没有。
2019-11-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
Si-bearing molecules towards IRC+10216: ALMA unveils the molecular envelope of CWLeo
我们报告在ALMA周期0的高振动态的SiS旋转线,以及SiO和SiC $_2$线在其基态振动状态,对IRC+10216的检测。这些分子的空间分布显示出SiS的紧凑发射和SiO和SiC $_2$的更广泛的发射,并且还证明了在拱星包层的外壳处的SiC $_2$发射的增加的存在。我们使用布居图技术分析了振动激发的SiS的激发条件,并使用大速度梯度模型与观测结果进行了比较。我们发现适度的观测和模型之间的差异,可以解释,如果SiS线检测到的光学厚。此外,在高能量振动状态下检测到的旋转线的线轮廓显示出随着能级的增加而减小的线宽。这可能证明这些谱线只能在IRC+10216星周包层的内层,即最致密和最热的层中被激发。
2015-06-11 astro-ph.SR
The GUAPOS project:III. Characterization of the O- and N-bearing complex organic molecules content and search for chemical differentiation
GUAPOS 项目第三篇论文表征了热分子核 G31 中十五种含氧和含氮复杂有机分子的丰度,通过 ALMA 观测和 MADCUBA 分析,发现含氧物种存在化学分化迹象。
2023-06-23 astro-ph.GA astro-ph.SR
S-bearing molecules in Massive Dense Cores
形成大质量恒星的大质量核心的化学成分可以对大质量恒星形成的时间尺度产生一些限制:硫化学是特别令人感兴趣的,因为它在温暖的气体中快速演化,并且因为含硫物质的丰度随着温度的增加而显着增加。用IRAM 30 m和CSO望远镜在CS、OCS、H_2S、SO、SO_2及其同位素的不同跃迁(E_(?)尘埃连续体的一维建模用于导出密度和温度定律,然后将其应用于RATRAN代码中以模拟所观察到的线发射,并导出分子的相对丰度。除了最高能量的SO2跃迁,所有的谱线都被检测到。可探测到W 43 MM 1岩芯的入流(高达2.9km/s)。推断的质量速率为5.8-9.4 × 10^{-2} M_{\odot} /年。我们提出了一个进化序列,我们的来源(W 43 MM 1-IRAS 18264 -1152-IRAS 05358 +3543-IRAS 18162 -2048),基于SED分析。对各源丰度比变化的分析表明,SO和SO2的相对丰度随时间的推移而增加,而CS和OCS的相对丰度随时间的推移而减少。分子比,如[OCS/H2S]、[CS/H2S]、[SO/OCS]、[SO2/OCS]、[CS/SO]和[SO2/SO],可以是取决于通过观察到的分子跃迁探测的层的演化的良好指标。从较温暖的层,因此涉及更高的上层能级的分子发射的观测是强制性的,包括在内。
2009-06-05 astro-ph.SR
Organic chemistry in the H2-bearing, CO-rich interstellar ice layer at temperatures relevant to dense cloud interiors
本研究通过在4-15 K下用2 keV电子辐照CO:15N2:H2冰样品,发现富CO星际冰层中困住的H2分子在能量处理下能生成甲醛、乙烯酮等复杂有机分子,为ISM最冷区域的COMs形成提供了额外贡献。
2024-01-08 astro-ph.GA astro-ph.SR
Discovery of MgS and NaS in the Interstellar Medium and tentative detection of CaO
本文首次在银河系中心分子云 G+0.693-0.027 中探测到含金属分子 NaS 和 MgS 并初步探测到 CaO,推导了其柱密度与丰度,探讨了含金属分子的星际化学形成路径,并基于含硫分子丰度高于含氧分子等现象指出该源中硫受低速冲击溅射而消耗较少。
2024-08-26 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Exploring the chemistry induced by energetic processing of the H2-bearing, CO-rich apolar ice layer
尘埃颗粒表面的星际冰幔被认为具有双层结构,富含H2O的极性层被富含CO的非极性层覆盖,该层可能含有H2和其他挥发物,如N2。在这项工作中,我们探讨了化学诱导的2千电子伏的电子和Ly-alpha光子在H2:CO:15 N2冰类似物的CO丰富的层时,暴露于类似的能量密度从宇宙射线诱导的次级电子和紫外光子在典型的密集云的寿命。在2keV电子辐照下,共鉴定出6种产物:CO2、C2 O(和其它碳链氧化物)、CH 4、H2 CO、H2 C2 O和H15 NCO。总产物丰度对应于暴露于电子辐照的初始CO分子的5-10%。Ly-alpha光子照射提供了1-2个数量级的低产量,具有相似的产物分支比,这可能是由于冰样品在该波长下的低UV-光子吸收截面。形成额外的含氮物种,即C215 N2和15 NH3,只观察到在没有H2和CO分子,分别,表明反应物来自H2和CO分子优先相互反应,而不是与15 N2及其解离产物。总之,冰化学引起的高能处理的CO丰富的非极性冰层提供了替代的形成途径,在星际介质中检测到的几个物种,包括一些有关的复杂的有机分子化学。进一步量化这些途径将有助于天体化学模型,以限制其相对贡献的星际预算,特别是,有机物种H2 CO和HNCO。
2020-09-02 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Identification of pre-biotic molecules containing Peptide-like bond in a hot molecular core, G10.47+0.03
氮是星际介质中除氢、氧和碳之外化学活性最高的物质之一。含氮分子非常重要,因为它们积极参与生物分子的形成。因此,必须在各种天体物理来源中寻找含氮物种,特别是在进化历史相对知之甚少的高质量恒星形成区域周围。在本文中,我们报告了三个潜在的益生元分子,即异氰酸(HNCO),甲酰胺(NH 2CHO),和甲基异氰酸酯(CH 3 NCO),其中包含在热分子核心,G10.47+0.03(以下简称G10)的肽类键(-NH-C(=O)-)的观察。随着这三个复杂的含氮物种的识别,我们推测它们在源的空间分布,并讨论在这种条件下,它们可能的形成途径。在LTE条件下的旋转图方法已被用来估计的激发温度和柱密度的观察物种。利用马尔可夫链蒙特卡罗方法,得到了G10的最佳物理参数以及一些物种的线特性。我们还确定了氢柱密度和光学深度的不同连续观测在不同的频率范围。最后,基于这些观测结果,我们构建了一个化学模型来解释观测结果。我们发现HNCO、NH_2CHO和CH_3NCO是化学键合的。
2021-08-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
CID: Chemistry in disks VI.sulfur-bearing molecules in the protoplanetary disks surrounding LkCa15, MWC480, DM Tau, and GO Tau
我们研究了低质量恒星周围原行星盘中含硫分子的含量。我们使用新的IRAM 30-m接收机EMIR在168.8 GHz对H $_2$ S的$1_{10}-1_{01}$线和SO的$2_{23}-1_{12}$线进行了同步观测。我们将观测结果与来自天体化学代码NAUTILUS的预测进行了比较,NAUTILUS已适用于原行星盘。将数据与现有CS J=3-2观察结果一起进行分析。我们未能检测到SO和H $_2$ S系,尽管CS在LkCa 15、DM 1、Tau和GO 1、Tau中检测到,但在MWC 1,480中未检测到。然而,我们的新上限明显优于以前的上限,并允许我们对硫化学进行一些有趣的限制。我们最好的模拟磁盘获得的C/O比为1.2,从初始云条件的H密度的$2\times 10^5$厘米$^{-3}$和年龄的$10^6$年。结果与CS数据一致,并与SO上限兼容,但未能再现H $_2$ S上限。预测的HPDMATHABMN S柱密度过高至少一个数量级。H PDMATHAMBMN S可保持锁定在颗粒表面上并与其它物质反应,从而防止H PDMATHAMBMN S的解吸。
2011-09-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
The abundance of S- and Si-bearing molecules in O-rich circumstellar envelopes of AGB stars
目的:我们的目标是确定丰富的SiO,CS,SiS,SO和SO $_2$在一个大样本的富氧AGB信封覆盖范围广的质量损失率调查的潜在作用,这些分子可能在这些环境中的灰尘的形成。方法:我们用IRAM 30 m望远镜在$λ$ 2 mm波段观测了30颗富氧AGB星。我们进行了激发和辐射转移计算的基础上LVG方法来模拟所观察到的线的分子,并推导出它们的分数丰度在所观察到的信封。结果:我们在所有30个靶信封中检测到SiO,以及分别在18、13、26和19个源中检测到CS、SiS、SO和SO $_2$。值得注意的是,在质量损失率低于$10^{-6}$ M $_{\odot}$ yr $^{-1}$的任何包封中均未检测到SiS,而在质量损失率高于该阈值的所有包封中均检测到SiS。从与以前的,类似的研究富C源的比较,它变得很明显,CS和SiS的分数丰度显示富C和富O源之间的显着分化,是两个数量级和一个数量级更丰富的富C源,分别,而SiO的分数丰度原来是不敏感的C/O比。富O包层中SiO的丰度与富C源相似,即包层越致密,其丰度越低。一个类似的趋势,虽然不太清楚,比一氧化碳,观察到SO在O丰富的来源。结论:CS和SiS丰度对C/O比的显着依赖性表明,这两个分子形成更有效地在C-比O-丰富的信封。随着信封密度的增加,SiO的丰度下降和SO的暂定一个表明,SiO和SO可能作为气相前体的尘埃在拱星信封周围O-…
2020-09-24 astro-ph.GA astro-ph.SR
Following the Lithium: Tracing Li-bearing Molecules Across Age, Mass, and Gravity in Brown Dwarfs
锂是理解超冷矮星的重要元素,因为它在质量超过$\sim 68\, M_{\rm J}$时会在聚变中丢失。因此,锂原子的存在与否可以作为附近氢燃烧边界的指标,该边界位于棕矮星和极低质量恒星之间的$75\,M_{\rm J}$附近。历史上,“锂测试”,即在670.8 nm处寻找Li线的存在和强度,一直是一个标记,如果一个物体具有类似恒星的光谱能量分布的亚恒星质量(例如,晚型M矮星)。虽然Li测试原则上也可以用来区分L-T型矮星的质量,但Li主要不再以原子气体的形式存在,而是以分子形式存在,如LiH、LiF、LiOH和LiCl。L型和T型棕矮星在670 nm处也非常微弱,因此对高分辨率光谱学具有挑战性。但直到最近才有实验分子线列表可用于分子Li物种,允许分子Li质量歧视。在这项研究中,我们生成了这些含锂分子的最新不透明度,并对这些分子的丰度进行了热化学平衡大气成分计算。最后,我们计算了一系列多云和无云褐矮星大气的辐射对流平衡模型的热发射光谱($T_{\rm eff}=$ 500- 2400 ~K,和$\log g$ =4.0,4.5,5.0),以了解大气中含锂物质的存在或不存在最容易检测到的褐矮星质量和年龄的函数。在原子Li之后,发现在$10.5-12.5$ ~ \micron处的最佳光谱特征是LiF,在$14.5-18.5$ $\micron$处的最佳光谱特征是LiCl。LiH在$\s…
2021-06-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Complex organic molecules in low-mass protostars on solar system scales -- I. Oxygen-bearing species
复杂的有机分子(COMs)被认为是在恒星形成的最早阶段形成于冰冷的尘埃颗粒上。这些COM从最年轻的0/I类原恒星阶段向更进化的II类阶段的演变仍然没有完全了解。由于行星形成似乎很早就开始了,成熟的盘对于特征COM发射线来说太冷了,因此在0/I级阶段研究太阳系尺度上的COM清单是相关的。ALMA波段3(3毫米)和波段6(1毫米)的观测获得了七个0级原恒星的英仙座和巨蛇座恒星形成区。通过用“LTE”模型模拟原恒星内部区域,确定了几个含氧COM的激发温度和柱密度。B1-c、B1-bS和Serpens S68 N显示COM发射,即七个源中的三个。没有明确的相关性似乎存在之间的发生COM和源光度。对于三个富含COM的来源,以及IRAS 16293- 2422 B和HH 212,几种COM相对于CH 3OH的丰度非常相似。对于其他COM的丰度差异高达一个数量级,表明当地的源条件的情况下确定。B1-c包含COM发射的冷($T_{ex}\approx60$ K)、更扩展的分量,其柱密度通常为暖/热($T_{ex}\sim 200$ K)、中心分量的几个%。基于CH 2DOH/CH 3OH比率推导出1- 3%的D/H比率,表明甲醇形成期间的温度为$\sim$ 15 K。这个比例与其他低质量原恒星一致。未来的中红外设施,如JWST/MIRI,将是直接观测彗星冰的必要条件。将其与更大的富含COM的源样本…
2020-05-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
The complex organic molecular content in the L1498 starless core
对无星和星前核心的观测表明,复杂的有机分子在这些物体中普遍存在,但尚不清楚它们的形成涉及什么化学过程。最近,它已被证明,复杂的有机物优先产生在一个中等密度的外壳内的L1544前恒星的核心在径向距离约4000 AU相对于核心中心。然而,复杂有机物的空间分布仅被推断为朝向该核心,并且仍然不知道这些物种是否在其他核心中表现出类似的行为。我们报告的高灵敏度的观测进行了两个位置在L1498前恒星的核心,尘埃峰和一个位置位于距离中心的CH $_3$ OH峰的距离约11000 AU。类似于L1544,我们的观察表明,小O-轴承分子和N-轴承物种的增强因子~4-14的外壳L1498。然而,与L1544不同,在我们的灵敏度限度内未检测到大的含O有机物,如CH 3CHO、CH 3 OCH 3或CH 3 OCHO。对于含氮有机物,这些物种在L1498星前核心的外壳中比在L1544中更丰富。我们提出,在L1498和L1544中观察到的含O和含N物种之间的差异是由于这些核心的不同物理结构,这反过来又是它们进化阶段的结果,L1498比L1544年轻。
2021-05-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
Methylamine and other simple N-bearing species in the hot cores NGC 6334I MM1-3
在寻找生命的基石时,含氮分子特别令人感兴趣,因为含氮键对于氨基酸的连接以及最终形成更大的生物结构至关重要。难以捉摸的分子甲胺(CH $_3$ NH $_2$)被认为是一种关键的前生物物种,但迄今为止只在巨大的分子云Sgr B2中被安全地检测到。我们确定CH $_3$ NH $_2$和其他简单的含氮物种对NGC 6334 I的三个热核心。柱密度比的推导,以调查作为生物分子的前体的各个物种的相关性。用ALMA获得的观测结果用于研究CH $_3$ NH $_2$、CH $_2$ NH、NH $_2$ CHO以及$^{13}$ C-和$^{15}$ N-甲基氰化物(CH $_3$ CN)同位素体的跃迁。假设LTE和激发温度范围为CH $_3$ NH $_2$ 220-340 K,CH $_3$ CN同位素体70-110 K,NH $_2$ CHO和CH $_2$ NH 120-215 K,推导出每种物质的柱密度。我们报告了对NGC 6334 I的CH $_3$ NH $_2$的首次检测,对于三个热核MM 1、MM 2和MM 3,CH $_3$ OH的柱密度比分别为5.9 $\times$ 10 $^{-3}$、1.5 $\times$ 10 $^{-3}$和5.4 $\times$ 10 $^{-4}$。这些值略低于Sgr B2的值,但比低质量原恒星IRAS 16293- 2422 B的值…
2019-02-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
Ca-bearing cyanopolyynes in IRC+10216
Queen’s University Belfast(贝尔法斯特女王大学)
通过计算IRC+10216中CaC_{2n+1}N (n=1-4)的丰度,发现观测到的CaNC丰度必须来自更大的含钙氰基多炔离子,并关注CaC3N的可探测性。
2026-06-03 astro-ph.GA astro-ph.SR
Computational Estimation of the Binding Energies of POx and HPOx (x=2,3) Species
在恒星和行星形成期间,气体和固体之间的分子分布决定了气体和颗粒表面化学的轨迹,以及元素向新生行星的输送。这种分布主要由不同分子与水冰表面的结合能决定。计算了10种与天体化学有关的含磷物种在水面上的结合能,并对20种已知结合能的物种进行了验证。我们使用DFT计算(M06-2X/aug-cc-pVDZ)来计算分子和水分子簇(1-3 H $_2$ O分子)的能量,并由此通过比较复合物和单独的分子和簇的能量来确定结合能。我们还探讨了这些估计是否可以通过首先使用实验测量的结合能校准我们的计算方法来改进。使用的20个参考分子,我们发现,2 H $_2$ O簇的大小产生最好的结合能估计和校准的数据的应用程序可能会改善某些类别的分子,包括更多的难熔物种的结果。基于这些计算,我们发现,小的含磷分子,如PH $_3$,PN,PO,HPO,PO $_2$和POOH是相对挥发性的,应该解吸之前或伴随着水冰,而H $_2$ PO,HPO $_2$,PO $_3$,PO $_2$ OH可以强烈地结合到任何羟基化的表面,并可能会留在星际颗粒表面后,水冰的解吸。颗粒上P载体的耗尽构成了行星和星子中磷分子包合的途径。
2022-10-17 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
ALMA Spectral Survey of An eruptive Young star, V883 Ori (ASSAY): II. Freshly Sublimated Complex Organic Molecules (COMs) in the Keplerian Disk
本研究通过 ALMA 光谱巡天在 V883 Ori 开普勒盘中识别出 23 种复杂有机分子,发现含氮 COMs 缺失而含氧 COMs 丰富,并揭示其丰度与彗星相当,表明盘内化学演化影响行星形成物质。
2024-11-06 astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemistry in disks. XI. Sulfur-bearing species as tracers of protoplanetary disk physics and chemistry: the DM Tau case
上下文在星际介质和彗星中观察到几种含硫分子,与迄今为止只检测到CS,H $_2$ CS和SO的原行星盘形成强烈对比。目的。我们结合观测和化学模型来限制DM Tau原行星盘中硫的丰度及其对物理和化学条件的敏感性。方法.我们在CS、SO、SO $_2$、OCS、CCS、H $_2$ CS和H $_2$ S系中获得了带4和带6中DM Tau的$0.5^{"}$ ALMA观察,实现了$\sim 5$ mJy灵敏度。使用非LTE的辐射传输程序RADEX和正演模拟工具ESTFIT,磁盘平均CS柱密度和上限的其他物种的推导。结果仅检测到CS,衍生柱密度为$\sim 2-6 \times 10^{12}$ cm $^{-2}$。我们报告了第一次尝试检测SO $_2$在DM Tau。对于其他含S物质,上限范围在$\sim 10^{11}$和$10^{14}$ cm $^{-2}$之间。与这些值匹配的最佳拟合化学模型要求在$r \sim 50-100$ au下气相C/O比> 1。与化学建模,我们表明,含硫物种可以是强大的示踪剂的气相C/O比,表面反应速率,晶粒尺寸和紫外强度。结论.在DM Tau中没有检测到CS以外的各种含硫分子,这意味着气相中缺乏活性硫,要么是通过有效的冻结,要么是因为大多数元素硫都存在于其他大物种中,如彗星中所发现的。推测出的高CS/SO和CS/SO $_2$比值要求非太阳能的C/…
2018-06-21 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Tracing the phase transition of Al-bearing species from molecules to dust in AGB winds. Constraining the presence of gas-phase (Al2O3)n clusters
(略)我们的目标是限制尘埃形成的历史,在风的富氧AGB星。我们获得了空间分辨率为120 × 150质量的ALMA观测,追踪了低质量损失率和高质量损失率的AGB星R Dor和IK Tau的尘埃形成区。发射线配置文件的AlO,AlOH和AlCl的检测,并用于推导出下限的原子铝纳入分子。我们发现,气相铝化学是完全不同的两颗星,在AlO和AlOH丰度分层显着差异。这3个分子中的铝含量很小,<=1.1e-7,也就是说,这两颗恒星的铝含量仅<=2%。这为铝在晶粒中的结合留下了足够的空间。一个基本的结果是,AlO和AlOH,作为氧化铝颗粒的直接前体,被检测到远远超过粉尘冷凝的开始,证明氧化铝冷凝循环是不完全有效的。ALMA观测使我们能够定量评估当前一代的AGB风的理论动力化学模型。我们讨论了如何目前提出的方案铝尘埃凝聚低质量损失率AGB星在~1.5 Rstar的距离,特别是为明星R Dor和W Hya,提出了一个挑战,如果一个人希望解释的尘埃光谱特征的光谱能量分布(SED),在干涉数据,并在偏振光信号。特别地,估计的Al 2 O3的晶粒温度对于晶粒来说太高而不能保持它们的非晶结构。我们建议,大的气相(Al 2 O 3)n-集群(n>34)可以是在SED和干涉数据中的宽11微米功能的潜在代理商,我们解释了这些大集群可以形成。
2017-04-23 astro-ph.SR
Chemical Differentiation and Temperature Distribution on a Few au Scale around the Protostellar Source B335
解析原恒星附近的物理和化学结构对于阐明其向行星系统的演化具有至关重要的意义。在这种情况下,我们已经进行了1.2毫米的观测对低质量的原恒星源B335的分辨率为0。03与阿尔玛在连续谱峰周围的几十个μ m范围内检测到了20多种分子物种,包括HCOOH、NH_2CHO、HNCO、CH_3OH、CH_2DOH、CH_2OH和CH_3OD。我们发现了一个系统的含氧和含氮的有机分子之间的化学分化,通过使用主成分分析的图像立方体数据。除HCOOH外,含氮分子的分布比含氧分子的分布更紧密。通过对HCOOH、NH2 CHO、CH3 OH和CH2 DOH中的每一种的多线分析来揭示盘/封套系统的温度分布。旋转温度在半径为0。在150-165K范围内,CH_3OH和CH_2DOH的包线方向的温度为150-165K。另一方面,具有较小分布的HCOOH和NH2CHO的温度为75 - 112 K,并且显著低于CH3OH和CH2DOH的温度。这意味着被CH3OH和CH2DOH追踪的外层包层被额外的机制加热,而不是原恒星加热。在这里,我们建议吸积激波作为加热机制。化学分异和几个金尺度上的温度结构为我们进一步理解原恒星源的化学过程提供了关键信息。
2022-07-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemical complexity of phosphorous bearing species in various regions of the Interstellar medium
与磷有关的物种在太空中并不像氢、碳、氮、氧和含硫物种那样无所不在。天文学家在星际介质和星周包层中发现了非常少的含磷分子。有限的发现的P-轴承的物种施加了严重的限制,在建模的P-化学。在本文中,我们进行了广泛的化学模型,以遵循扩散云,光子为主或光解区(PDR),和热芯/corino的含磷物种的命运。我们注意到PO和PN的丰度与原子氮之间有一种奇怪的相关性。由于N原子在扩散云和PDR中比在热核/科里诺区相对丰富,PO/PN在扩散云中反映< 1,在PDR中反映<< 1,在热核/科里诺区的后期升温演化阶段反映> 1。在后预热阶段结束时,我们得到热芯的PO/PN > 1,而低质量模拟物的PO/PN < 1。我们采用一个辐射转移模型来研究扩散云和热核区域中某些含磷物种的跃迁,并估计谱线轮廓。我们的研究估计了用地基和天基望远镜观察这些转变所需的积分时间。我们还进行了量子化学计算的红外特性的PH 3以及各种杂质。我们注意到SO_2与PH_3在~(1000 - 1100)cm ~(-1)附近的弯剪模重叠。我们还发现,CO2的存在下,可以强烈影响的伸缩模式的强度约2400 cm-1的PH 3。
2021-05-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
Sulfur-Bearing Species Tracing the Disk/Envelope System in the Class I Protostellar Source Elias 29
我们用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵(ALMA)观测了一类原恒星源Elias 29。我们已经检测到CS,SO,$^{34}$ SO,SO $_2$,和SiO线的排放量在一个紧凑的组件集中在附近的原恒星和一个脊组件从原恒星分离4 \arcsec \($\sim 500$ au)。发现前一组分富含SO和SO $_2$,但缺乏CS。SO/CS丰度比在原恒星处高达$3^{+13}_{-2} \times 10^2$,甚至高于L1157 B1流出激波区的丰度比。然而,有机分子(HCOOCH $_3$、CH $_3$ OCH $_3$、CCH和c-C $_3$ H $_2$)在Elias 29中缺乏。我们属性的有机分子和丰富的SO和SO $_2$的源或相对较高的尘埃温度(\protect \raisebox{-0.7ex}{$\:\stackrel{\textstyle >}{\sim}\:$} 20 K)在埃利亚斯29的母云的演化性质的不足。SO和SO $_2$的辐射跟踪围绕原恒星的旋转。为了简单起见,假设一个高度倾斜的配置($i \geq 65$ \degr ; 0 \degr \为正面配置)和开普勒运动,原恒星质量估计为(0.8 -- 1.0)\Msun。$^{34}$ SO和SO $_2$的发射光谱是不对称的,蓝移的分量比红移的分量弱。虽然这可能是由于不对称的分子分布,其他的可能性也进行…
2019-06-24 astro-ph.GA astro-ph.SR
Sulphur-bearing molecules in AGB stars II: Abundances and distributions of CS and SiS
我们调查了20个不同化学类型的AGB星使用APEX望远镜,并结合这与IRAM 30米和APEX调查CS和SiS的排放对30多个S型星。对于这些恒星的检测,我们进行了辐射传输建模,以确定丰度和丰度分布。我们检测CS对所有的调查碳星,一些S型星,和最高的质量损失率富氧星($> 5\times 10^{-6}$ Msol yr $^{-1}$)。在所有化学类型中,在质量损失率最高的来源处检测到SiS($> 8\times 10^{-7}$ Msol yr $^{-1}$)。我们发现碳星的CS峰丰度从~ $ 4\times 10^{-7}$到~ $2\times 10^{-5}$,富氧星的CS峰丰度从~ $ 3\times 10^{-8}$到~ $1\times 10^{-7}$,S型星的CS峰丰度从~ $ 1\times 10^{-7}$到~ $8\times 10^{-6}$。发现碳星的SiS峰值丰度从~ $ 9\times 10^{-6}$到~ $ 2\times 10^{-5}$,富氧星的SiS峰值丰度从~ $ 5\times 10^{-7}$到~ $ 2\times 10^{-6}$,S型星的SiS峰值丰度从~ $ 2\times 10^{-7}$到~ $ 2\times 10^{-6}$。我们推导出Si $^{32}$ S/Si $^{34}$ S = 11.4的Al,唯一的恒…
2018-08-01 astro-ph.SR
Hunt for complex cyanides in protostellar ices with JWST: Tentative detection of CH$_3$CN and C$_2$H$_5$CN
本研究利用JWST-NIRSpec在三个原恒星系统的星际冰中首次初步探测到CH$_3$CN、C$_2$H$_5$CN和N$_2$O,发现含氮分子与甲醇的冰相柱密度比高于气相,并指出未来需结合NIRSpec和MIRI巡天及实验室测量以确认其形成历史。
2024-01-15 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
UV-photoprocessing of acetic acid (CH3COOH)-bearing interstellar ice analogs
本文通过超高真空实验模拟含乙酸星际冰的热退火与紫外辐照,揭示其单体向二聚体、聚合物转变及光解过程,并结合JWST观测为探测冰幔中乙酸丰度提供依据。
2023-12-04 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Molecules in the carbon-rich protoplanetary nebula CRL 2688
利用射电天文学毫米波研究所(IRAM)30 m望远镜在3 mm和2 mm波段对富碳原行星状星云(PPN)CRL 2688进行了观测。共探测到196条跃迁谱线,分别属于38种分子和同位素体,其中153条跃迁谱线和13种为首次报道。此外,为了有助于未来的研究,我们已经收集了观察数据的分子线CRL 2688从文献中,并将它们编译成一个统一的目录。我们发现CRL 2688的分子丰度不能用星周包层的标准模型来解释。讨论了含金属分子对星周化学的影响。
2022-04-06 astro-ph.GA astro-ph.SR
CID: Chemistry In Disks VII. First detection of HC3N in protoplanetary disks
原行星盘的分子谱线发射是约束其物理和化学结构的有力工具。然而,到目前为止,只有少数分子在盘中被检测到。我们利用IRAM 30米望远镜的增强功能,通过使用新的宽带相关器(FTS)来搜索迄今为止未检测到的分子在围绕TTauri星DM Tau,GO Tau,LkCa 15和Herbig Ae星MWC 480的原行星盘中。我们报告了使用IRAM 30-m在GO Tau和MWC 480磁盘中以及使用IRAM阵列在LkCa 15磁盘(5 sigma)中首次检测到5 sigma的HC 3 N,导出的列密度为10^{12}cm^{-2}。我们还获得了CCS的严格上限(N < 1.5 x 10^{12} cm^{-3})。我们讨论的观测结果进行比较,从现有的化学磁盘模型(使用化学代码鹦鹉螺计算)和基于以前的氮和硫的分子观测柱密度。观察到的柱密度HC 3 N通常是两个数量级低于现有的预测,似乎是较低的存在下,强的紫外线通量,这表明分子化学是敏感的紫外线透过磁盘。CCS上限加强了我们的模型与低元素丰度的硫来自其他含硫分子(CS,H2S和SO)。
2012-07-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
Possible routes for the Formation of Prebiotic Molecules in the Horsehead Nebula
本文介绍了一项关于星际分子的研究结果,这些分子有助于记录宇宙的有机含量,并有助于了解地球和宇宙其他环境中的前生物条件。我们探索了与天体生物学相关的含氮环状分子(N-杂环)的产生途径。G.吡咯和吡啶。本模拟演示了如何探索几种可能的生产途径的N-杂环导致这些物种的显着丰度。一类用于生产N-杂环的特别有效的通道结合多环芳烃(PAH)作为催化剂。因此,探索各种生产路径应该揭示更多的物种是天体物理观测的目标。
2021-06-08 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
An observational study of dust nucleation in Mira ($o$ Ceti): I. Variable features of AlO and other Al-bearing species
尘埃是由冷巨星有效地产生的,但无机尘埃的凝结却知之甚少。目的:确定并描述Mira(鲸鱼座$o$)星周气体中含铝物质的特征,以阐明它们在Al $_2$ O $_3$尘埃产生中的作用。研究方法:在(亚)毫米、远红外和光学波长下的多历元谱线观测,包括:用ALMA探测恒星附近~30 mas处的气体分布的地图; 2013-2015年用ALMA、APEX和Herschel进行的观测,用于研究含铝分子旋转线的周期和周期间变化;光学记录早在1965年,以检查电子跃迁的变化,随着时间的推移,从几天到几十年;和速度测量和激发分析的光谱特征,约束的物理参数的气体。结果如下:三个双原子分子AlO,AlOH和AlH,和原子Al I是Mira中主要的可观察到的铝物种,尽管铝的重要部分可能存在于尚未确定的其他物种中。AlO(可能是Al $_2$ O $_3$的直接前体)的(亚)毫米和光学特征的强烈不规则变化表明激发条件发生了重大变化,或者可能与恒星中的冲击有关的丰度变化。AlO的不均匀分布可能影响沙尘产生的时空特征。结论:我们无法从气体中定量追踪铝的消耗,但丰富的观测材料限制了随时间变化的化学网络。未来的改进应包括更高的铝氧化物的光谱特性,协调观测的灰尘和气体物种在不同的可变阶段,以及工具,以获得丰富的冲击激发气体。
2016-04-19 astro-ph.SR
Molecular Distributions of the Disk/Envelope System of L483: Principal Component Analysis for the Image Cube Data
对低质量原恒星源盘/包层系统中分子分布的无偏理解对于研究其物理和化学演化过程至关重要。我们用ALMA观测了23条朝向0类原恒星源L483的分子谱线,并对其立方体数据(PCA-3D)进行了主成分分析(PCA),以表征它们在原恒星附近的分布和速度结构。前三个组分的贡献之和为63.1%。大多数含氧的复杂有机分子线与第一主成分(PC 1)有很大的相关性,代表了原恒星周围的盘/包层系统的整体结构。相反,C18 O和SiO的排放量与PC 1表现出较小的负相关性。NH_2CHO品系在第二主成分(PC_2)上表现突出,分布更为紧密。对于PC 2到NH_2CHO,HNCO线和CH_3OH的高激发线具有相似的趋势。另一方面,C18 O与第三主成分(PC 3)有很好的相关性。因此,PCA-3D能同时阐明分子谱线之间的分布和速度结构的异同,从而揭示含氧复杂有机分子和含氮复杂有机分子的化学差异。我们还进行了PCA的时刻0地图(PCA-2D)和谱线轮廓(PCA-1D)。虽然它们可以提取分子线数据的部分特征,但PCA-3D对于全面理解至关重要。讨论了NH_2CHO分子谱线分布的特征。
2021-10-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
A Chemical Inventory of the Disk around the Class 0 Protostar L1527 IRS with ALMA
Purdue University(普渡大学);Leiden Observatory, Leiden University(莱顿天文台,莱顿大学);National Radio Astronomy Observatory(美国国家射电天文台);National Tsing Hua University(国立清华大学)
本研究借助ALMA数据编目0级原恒星L1527 IRS周围盘与包层的化学组成,探测到39种分子,明确了盘与包层的化学差异,为研究行星形成物质的化学演化提供了基础。
2026-08-27 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR