从理论的角度研究了碳分馏与时间相关的化学，包括同位素选择性光解离和低温同位素交换反应的不同模型。最近的化学模型预测，后者可能会导致耗尽的$^{13}$ C在腈轴承物种，与$^{12}$ C/ $^{13}$ C的比例高出两倍的元素丰度比68在当地ISM。由于碳同位素比值常用于双同位素法计算$^{14}$ N/ $^{15}$ N比值，因此详细研究碳分馏以避免错误的假设是很重要的。在这项工作中，我们实现了一个新的同位素交换反应的气体-颗粒化学模型，并研究了它们在稠密和冷分子气体的背景下的引入。特别是，我们研究了$^{12}$ C/ $^{13}$ C比率的HNC，HCN和CN使用网格模型，温度和密度范围从10到50 K和2 $\times$ 10 $^{3}$到2 $\times$ 10 $^{7}$ cm $^{-3}$，分别。我们提出了一个可能的$^{13}$ C交换通过$^{13}$ C + C $_{3}$ $\rightarrow$ $^{12}$ C + $^{13}$ CC $_{2}$反应，这不会导致稀释，而是在$^{13}$ C增强，从原子碳形成的分子。这种效果是有效的，在一个范围内的时间之间的CO的形成和其冻结的谷物。此外，我们表明，$^{12}$ C/ $^{13}$ C比率的腈预测是一个因素0.8-1.9不同的本地值为68大规模的恒星形成区。这一结果也影响了$^{14}$ N/ $^{15}$ N比值：根据物理条件，用双同位素方法获得的330值预计为260-1150。最后，我们通过改变宇宙射线电离率研究了$^{12}$ C/ $^{13}$ C的比值：由于次级光子和宇宙射线反应，比值随其增加。
英文摘要：
C-fractionation has been studied from a theoretical point of view with different models of time-dependent chemistry, including both isotope-selective photodissociation and low-temperature isotopic exchange reactions. Recent chemical models predict that the latter may lead to a depletion of $^{13}$C in nitrile-bearing species, with $^{12}$C/$^{13}$C ratios two times higher than the elemental abundance ratio of 68 in the local ISM. Since the carbon isotopic ratio is commonly used to evaluate the $^{14}$N/$^{15}$N ratios with the double-isotope method, it is important to study C-fractionation in detail to avoid incorrect assumptions. In this work we implemented a gas-grain chemical model with new isotopic exchange reactions and investigated their introduction in the context of dense and cold molecular gas. In particular, we investigated the $^{12}$C/$^{13}$C ratios of HNC, HCN, and CN using a grid of models, with temperatures and densities ranging from 10 to 50 K and 2$\times$10$^{3}$ to 2$\times$10$^{7}$ cm$^{-3}$, respectively. We suggest a possible $^{13}$C exchange through the $^{13}$C + C$_{3}$ $\rightarrow$ $^{12}$C +$^{13}$CC$_{2}$ reaction, which does not result in dilution, but rather in $^{13}$C enhancement, for molecules formed starting from atomic carbon. This effect is efficient in a range of time between the formation of CO and its freeze-out on grains. Furthermore, we show that the $^{12}$C/$^{13}$C ratios of nitriles are predicted to be a factor 0.8-1.9 different from the local value of 68 for massive star-forming regions. This result also affects the $^{14}$N/$^{15}$N ratio: a value of 330 obtained with the double-isotope method is predicted to be 260-1150, depending on the physical conditions. Finally, we studied the $^{12}$C/$^{13}$C ratios by varying the cosmic-ray ionization rate: the ratios increase with it because of secondary photons and cosmic-ray reactions.
Theoretical studies of carbon isotopic fractionation in reactions of C with C$_{2}$: dynamics, kinetics, and isotopologue equilibria
我们目前对星际碳分馏的理解取决于天体化学动力学模型的解释。然而，包括的各种反应在其（估计）速率系数中具有很大的不确定性，特别是那些涉及C与C $_{2}$的反应。在这项工作中，我们提供的理论热速率系数作为所有可能的气相同位素交换反应的C+C $_{2}(X^{1}Σ_{g}^{+},a^{3}Π_{u})$的温度的函数。为此，我们采用准经典的轨迹方法，与先前获得的势能面C $_{3}$规定的碰撞伙伴之间的力量。计算的速率系数显示出正的温度依赖性，并显着不同于以前的理论估计。虽然正向反应是快速的，并且由于产物的零点能含量较低而固有地放热，但是反向过程具有温度阈值。对于每一个反应考虑，分析三个参数的Arkius-Kooij公式提供了很容易内插/外推相关的向前和向后的速率。这些形式可以进一步引入天体化学网络。除了适当的动力学属性，我们还提供了这些过程的平衡常数，从而确认其突出的整体C分馏化学。在这方面，发现$^{13}$ C + $^{12}$ C $_{2}(X^{1}Σ^{+}_{g})$和$^{13}$ C + $^{12}$ C $_{2}(a^{3}Π_{u})$反应特别明显，特别是在致密分子云的典型温度下。对于这些反应，并考虑平衡和随时间变化的化学，理论$^{12}$ C/ $^{13}$ C比值作为气体动力学温度的函数也被导出，并显示与现有的模型化学和观测数据的C $_{2…
Modeling Nitrogen Fractionation in the Protoplanetary Disk around TW Hya: Model Constraints on Grain Population and Carbon-to-Oxygen Elemental Abundance Ratio
我们已经开发了第一个气体颗粒化学模型的氧分馏（也包括硫分馏）在致密的分子云，表明气相化学产生可变的氧分馏水平，特别是强烈的影响NO，SO，O2和SO2。这种巨大的影响是由于中性18 O + NO、18 O + SO和18 O + O2交换反应的效率。模拟结果进行了比较，新的和现有的观察到的同位素比在一个选择的冷芯。模型和观测之间的良好协议要求的中性氧原子的气相丰度是大的观察区域。S16 O/S18 O比值随时间变化很大，表明它可以用作致密分子云中物质演化的敏感化学代用指标。
High $^{12}$C/$^{13}$C isotopic ratios toward G+0.693-0.027: evidence for gas inflow to the Central Molecular Zone
Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA（天体生物学中心）；Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (MPE)（马克斯·普朗克地外物理学研究所）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；Joint ALMA Observatory（ALMA联合天文台）；Star and Planet Formation Laboratory, Cluster for Pioneering Research, RIKEN（理化学研究所前沿研究集群恒星与行星形成实验室）
A tale of two isotopes: Spatial variation in HCN fractionation toward young cores
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik（马克斯·普朗克地外物理研究所）；Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA（天体生物学中心（CAB），西班牙国家科学研究委员会-国家航空技术研究所）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）
Complex Organic Molecules in Protostars with ALMA Spectral Surveys (COMPASS) III. CH$_3$OH isotopic fractionation in the low-mass protostar BHR71-IRS1
Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Université de Toulouse（天体物理学与行星学研究 institute，图卢兹大学）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（尼尔斯·玻尔研究所，哥本哈根大学）；Physikalisch-Meteorologisches Observatorium Davos und Weltstrahlungszentrum (PMOD/WRC)（达沃斯物理气象观测站和世界辐射中心（PMOD/WRC））；Universität Bern（伯尔尼大学）；Seoul National University（首尔国立大学）；National Radio Astronomy Observatory（美国国家射电天文台）；Institute of Astronomy, Department of Physics, National Tsinghua University（国立清华大学物理系天文研究所）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，IPAG）；Max-Planck-Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）；RIKEN（理化学研究所）
High nitrogen and carbon isotopic ratios in the interstellar comet 3I/ATLAS
University of Edinburgh（爱丁堡大学）；University of Liège（列日大学）；United States Naval Academy（美国海军学院）；Northumbria University（诺森比亚大学）；Auburn University（奥本大学）；Pontificia Universidad Católica de Chile（智利天主教 Pontificia 大学）；Catholic University of America（美利坚天主教大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；University of Helsinki（赫尔辛基大学）；University of Padova（帕多瓦大学）
Ion-molecule reactions involving HCO$^+$ and N$_2$H$^+$: Isotopologue equilibria from new theoretical calculations and consequences for interstellar isotope fractionation
$Aims$：我们重新访问与新的增强精度的基本同位素交换反应的理论动力学参与的$^{12}$ C/ $^{13}$ C，$^{16}$ O/ $^{18}$ O，和$^{14}$ N/ $^{15}$ N平衡，因为这些反应已经被实验研究非常详细。$Methods$：电子结构方法被用来探索势能面，全维振转计算，计算振转能级的数值精确，和化学网络模型，以估计在星际条件下的丰度比。$Results$：HCO $^+$与CO反应的新的丰度，提供了与以前的理论值，特别是在低温下，显着不同的速率系数，导致新的丰度比相关的碳化学网络。具体而言，我们得到H $^{12}$ C $^{18}$ O $^+$丰度的减少和H $^{13}$ C $^{16}$ O $^+$和D $^{13}$ C $^{16}$ O $^+$丰度的增加。在所有研究的情况下，离子与中性可极化分子的反应通过中间质子结合的复合物进行，该复合物被发现是非常稳定的。对于复合物OCH $^+$. CO，OCH PDMATHAMV. OC，COHOC $^+$，N $_2$. HCO $^+$，N $_2$ H $^+$. OC，和NPDMATHABMW HN $_2^+$，我们还计算了振动频率和离解能。$Conclusions$：线性质子结合复合物具有相当大的偶极矩，这可能有助于它们的检测。
