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
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
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
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
Detection of Two Interstellar Polycyclic Aromatic Hydrocarbons via Spectral Matched Filtering
无处不在的不明红外发射带在许多天文来源中可见。虽然这些谱带被广泛地（如果不是一致的话）归因于多环芳烃的集体排放，但在太空中还没有检测到这类化合物的单一物种。本文报道了在光谱匹配滤波辅助下，在星际介质中发现了双CN官能化的多环芳烃1-和2-氰基萘。利用绿岸望远镜的射电观测，我们观测到分子云TMC-1中的两个双环环分子。我们讨论了潜在的原位气相形成途径从较小的有机前体分子。
2021-03-18 astro-ph.GA
Perturbation of the Surface of Amorphous Solid Water by the Adsorption of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons
通过理论和实验研究，证实了多环芳烃（PAHs）在无定形冰表面的吸附引起冰表面“悬挂”OH（dOH）光谱特征的展宽和红移，红移随PAH尺寸增加而增加，最大可达$\sim$ 85 cm $^{-1}$。它还表明，在某些相互作用的配置，吸附诱导大量重组的氢键网络在冰表面。与实验的比较验证了新的理论方法依赖于密度泛函的紧密结合的方法，它提供了一个折衷的系统尺寸和精度之间，使广泛的表面结构的采样。应用于天体物理学背景下，这项研究表明，通过吸附芳香分子扩大dOH特征可以解释迄今为止在观测冰光谱中的缺失，这为未来具有更高灵敏度的任务提供了希望，将验证其在密集区域的存在或不存在。
2020-03-02 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.chem-ph
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
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
Breakdown products of gaseous polycyclic aromatic hydrocarbons investigated with infrared ion spectroscopy
本文报道了三种不同的三环多环芳烃（PAH），芴（C $_{13}$ H $_{10}$），9，10-二氢菲（C $_{14}$ H $_{12}$）和9，10-二氢蒽（C $_{14}$ H $_{12}$）在电子电离诱导裂解过程中形成的一种常见碎片离子。在傅里叶变换离子回旋共振质谱仪中获得了与$m/z=165$质量隔离的产物离子的红外光谱，该质谱仪的单元被放置在红外自由电子激光的光学腔内，从而提供有效的红外多光子解离所需的高光子注量。发现由三种不同前体产生的$m/z=165$物质的红外光谱相似，表明形成了单一的C-$_{13}$ H $_{9}^+$异构体。使用密度泛函理论（DFT）的理论计算揭示了该片段的身份作为闭壳芴基阳离子。从每个母体前体的芴离子的分解途径提出的DFT计算的基础上。从三种不同的多环芳烃的单一裂解产物的识别支持的概念，存在的共同分解途径的多环芳烃一般，可以帮助理解天文多环芳烃物种的裂解化学。
2020-03-26 astro-ph.GA physics.chem-ph
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
Asymmetric polycyclic aromatic hydrocarbon as a capable source of astronomically observed interstellar infrared spectrum
为了寻找天文观测良好的红外光谱的分子来源，采用密度泛函理论（DFT）对多环芳烃（PAH）的不对称分子构型进行了分析.起始分子为苯C6 H6、萘C10 H8和1H-非那烯C13 H9。在星际空间中，这些分子会受到高能光子和质子的攻击，产生C6 H6 n+（计算中n=0~3）、C10 H8 n+、C13 H9 n+等阳离子分子，以及缺少CH的C5 H5 n+、C9 H7 n+、C12 H8 n+等分子。用基于DFT的Gaussian程序对这些分子的红外光谱进行了分析。结果表明，苯、萘、1H-非那烯等对称构型分子和阳离子（+、2+、3+）分子的红外光谱与红外光谱的相似性很小，而阳离子和不对称构型分子的红外光谱与对称构型分子的红外光谱有很好的一致性。一个典型的例子是C12 H83+，其计算的谐波IR波长为3.2、6.3、7.5、7.8、8.7、11.3和12.8微米，这与天文学观察到的波长3.3、6.2、7.6、7.8、8.6、11.2和12.7微米很好地对应。这是惊人的协议。此外，某些情况下，如C5 H5+，C9 H7+，C9 H72+，C9 H73+和C12 H82+显示出相当好的符合性。这些结果表明，不对称和阳离子PAH可能是星际尘埃的来源。
2015-10-26 astro-ph.GA physics.chem-ph
Computing Anharmonic Infrared Spectra of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Using Machine-Learning Molecular Dynamics
提出一种机器学习分子动力学方法，高效准确计算多环芳烃非谐红外光谱，实现对NASA数据库中1704个分子的温度效应高通量计算。
2025-06-30 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Positron Annihilation on Polycyclic Aromatic Hydrocarbon molecules in the Interstellar Medium
本文研究了星际介质中正电子在多环芳烃分子上的湮灭。我们用半经验方法估算了正电子在多环芳烃上的湮没率。我们发现，多环芳烃可以发挥重要的作用，在整个银河系的正电子湮灭图片和使用的湮灭率和积分银河系发射测量，以限制在ISM中存在的多环芳烃的量。我们发现PAH丰度的上限为4.6 x 10^-7。
2009-11-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
Fully anharmonic infrared cascade spectra of polycyclic aromatic hydrocarbons
多环芳烃（PAHs）的红外线（IR）辐射遍布我们的宇宙;天文学家已经在许多星际物体周围检测到PAHs的红外线特征。星际多环芳烃的红外辐射与地球上的辐射不同，因为它们通过无碰撞级联从高内能通过激发振动态发射。在实验室中再现星际条件的困难导致了对理论技术的依赖。然而，在产生理论光谱时，需要仔细考虑多环芳烃的大小和复杂性。在这项工作中，我们概述了必要的理论方法，导致一个完全理论的红外级联光谱的多环芳烃，包括：非谐二阶振动微扰理论（VPT 2）治疗;列入费米共振通过polyads;和计算非谐温度带的位移和加宽（包括共振）通过王-朗道的方法。我们还提出了一个简化的方案来计算振动发射光谱，保留了完整的红外级联处理的基本特征，并可以直接转换红外级联光谱中的低温吸收光谱。此外，我们表明，过去的天文模型是错误的，假设一个15厘米的$^{-1}$校正需要考虑非谐波发射效应。
2018-10-03 astro-ph.GA physics.chem-ph
Dissociative photoionization of polycyclic aromatic hydrocarbon molecules carrying an ethynyl group
星际多环芳烃（PAH）分子种群的生命周期部分取决于单个物种的光稳定性。本文研究了乙炔基取代的多环芳烃9-乙炔基菲和1-乙炔基芘的解离光电离。用光电子-光离子符合谱（PEPICO）技术测量了它们的绝热电离能和碎片离子的出现能。9-乙炔基菲的绝热电离能为7.84 +/- 0.02 eV，1-乙炔基芘的绝热电离能为7.41 +/- 0.02 eV。这些值与相应的非取代的PAH分子菲和芘的测定值相似。指示光电离后H原子损失的碎片离子的外观能量对于乙炔基取代的PAH分子和其非取代的对应物也是相似的。的测量被用来估计的临界能量为H原子的PAH阳离子和乙炔基取代的PAH分子的光电离后的稳定性的损失。我们的结论是，这些PAH衍生物是光稳定的HI地区的非取代物种。如果存在于星际介质中，它们可能在星际PAH分子的生长中起重要作用。
2015-08-02 astro-ph.GA physics.chem-ph
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
The abundances of hydrocarbon functional groups in the interstellar medium inferred from laboratory spectra of hydrogenated and methylated polycyclic aromatic hydrocarbons
分别测定了含甲基（-CH_3）、亚甲基（> CH_2）和类金刚石 *CH基团的多环芳烃（PAHs）的红外吸收光谱，以及气相缩合法制备的甲基化和氢化多环芳烃混合物的红外吸收光谱。此外，PAH共混物进行了深入的分子结构分析，通过高效液相色谱法，核磁共振光谱，和基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱。在密度泛函理论水平计算的支持下，实验室的结果被应用于详细分析的脂肪族吸收复合物的扩散星际介质在3.4 μ m，并确定碳氢化合物官能团的丰度。假设多环芳烃主要锁定在颗粒中，脂肪族CHx基团（x = 1，2，3）对3.4 μ m特征的贡献大约相等（N_{CHx} / N_{H}约为10^{-5} - 2 * 10^{-5}）。然而，如果对3.4 μ m特征的主要贡献来自气相中的分子，则丰度可能低2至4倍。在某些方向上，芳香族=CH基团似乎几乎不存在，但在其他方向上几乎与每种脂肪族组分一样丰富（N_{=CH} / N_{H} < 2 * 10^{-5};谷物的上限值）。由于相对较低的结合能，天文红外发射源不会显示出如此重的过量氢化。在最好的情况下，特别是在原行星状星云中，> CH 2基团与芳香分子结合，即，只有分子外围的多余氢才能在附近恒星的存在下存活下来。
2013-10-01 astro-ph.GA physics.chem-ph
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
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
Far-Infrared Spectroscopy of Cationic Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: Zero Kinetic Energy Photoelectron Spectroscopy of Pentacene Vaporized from Laser Desorption
在3.3、6.2、7.7、8.6和11.3μm处的一组独特的红外（IR）发射带在各种天体物理环境中普遍可见。它们通常归因于多环芳烃（PAH）分子。然而，还没有一个单一的PAH物种已被确定在太空中，作为中红外振动带主要是代表的官能团，因此不允许一个指纹个别PAH分子。相反，远红外（FIR）波段对分子的骨架特征敏感，因此它们对于未知物种的化学鉴定很重要。为了给Herschel空间天文台、平流层红外天文台和未来类似的空间任务提供实验室天体物理数据，本文报道了五环PAH分子并五苯（C_22H_14）的中性和阳离子远红外光谱。我们报告了阳离子并五苯在53.3、84.8和266μm处的三种红外活性模式，这些模式可能被空间任务（如SPICA上的SAFARI仪器）探测到。在实验中，并五苯从激光解吸源蒸发，并通过超音速氩气束冷却。我们得到了双色共振增强多光子电离和双色零动能光电子谱的结果。几个骨架振动模式的第一电子激发态的中性物种和阳离子的指定，与从头算和密度泛函计算的帮助。
2012-10-25 astro-ph.GA physics.chem-ph
Top-down formation of ethylene from fragmentation of superhydrogenated polycyclic aromatic hydrocarbons
碎裂是多环芳烃（PAHs）在恶劣星际条件下的一种重要衰变机制，也是H2、C2 H2、C2 H4等小分子的可能形成途径。我们的目的是研究超氢化多环芳烃的解离机制，经历能量加工和小烃的形成途径。实验上得到了质子化四氢芘（C16 H15，py+5 H+）和质子化六氢芘（C16 H17+，py+7 H+）在碰撞诱导解离（CID）过程中的质量分布.用红外多光子解离法（IRMPD）记录了它们主要碎片的红外光谱。为了提供实验中缺失的结构信息并识别裂解途径，进行了基于扩展紧束缚（GFN 2-xTB）的分子动力学模拟。在混合密度泛函理论和色散校正水平上进一步研究了裂解途径。在CID实验和MD模拟中均观察到py+7 H+损失28质量单位的强信号，而py+5 H+显示对应于28质量单位损失的产物的可忽略信号。从py+7 H+的28质量损失被分配到乙烯（C2 H4）的损失和所得碎片物种的计算和实验之间的IR光谱得到了很好的拟合。进一步的DFT计算表明，有利的动力学途径的损失C2 H4从氢化PAH配置涉及三个连续的CH 2分子实体。这一联合实验和理论研究提出了一个化学途径乙烯形成的超氢化多环芳烃的碎片。该途径对氢化边缘（例如氢化程度和氢化位置）敏感。在天体化学模型中纳入这一途径可能会提高乙烯的估计丰度。
2022-12-05 astro-ph.GA physics.chem-ph
The formation of polycyclic aromatic hydrocarbons in evolved circumstellar environments
本文综述了多环芳烃在演化恒星的星周流出物中的形成，重点是渐近巨星分支上的碳星。陨石研究和最近对不明红外波段的观测提供了风中存在多环芳烃的证据。我们详细的化学过程，导致关闭的第一个芳香环，以及生长机制，导致无定形碳颗粒。本文综述了有关演化恒星包层中PAH形成的现有研究，并介绍了原型碳星IRC+10216内风模拟的新结果。苯（C6H6）和水（H2O）在恒星附近形成，这是由周期性的冲击波引起的非平衡化学反应的结果。芳香环的生长过程可能因此类似于由于羟基OH等自由基的存在而在烟灰火焰中活跃的过程。最后，我们讨论了可能的形成过程中的多环芳烃和芳香族化合物在富氢的R CrB星，V854 Cen，和他们的含义的载体的红色发射和弥漫的星际波段。
2010-10-13 astro-ph.GA astro-ph.SR
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
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
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
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
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
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
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
The Influence of Aliphatic Components on the Aromatic Emission Characteristics of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons
School of Physics and Astronomy, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；CSST Science Center for the Guangdong-Hong Kong-Macau Greater Bay Area, Sun Yat-Sen University（中山大学粤港澳大湾区空间望远镜科学中心）
研究脂肪族成分对多环芳香烃芳香发射特性的影响，发现其可能改变11.2μm带相对于7.7μm和3.3μm带的强度比，影响传统诊断方法的可靠性。
2026-05-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
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
Anharmonic vibrational spectroscopy of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs)
虽然存在强大的技术来准确地解释振动分子光谱中的非谐性，但它们在计算上非常昂贵，并且不能常规地用于大物种和/或在非零振动温度下。受空间多环芳烃（PAH）发射研究的启发，我们开发了一个新的编码，它考虑了所有的模式，可以描述所有的红外跃迁，包括由于共振而变得活跃的谱带以及泛音、组合和差异谱带。在这篇文章中，我们描述了实施的方法，并讨论了如何克服主要困难，以保持问题易于处理。对小分子进行高水平计算的基准测试。我们进行了具体的收敛测试两个原型多环芳烃，芘（C $_{16}$ H $_{10}$）和晕苯（C $_{24}$ H $_{12}$），旨在优化可调参数，以达到可接受的精度和计算成本为这类分子。然后，我们报告在0 K的芘和晕苯得到的结果，比较计算的光谱与现有的实验数据。发现与谐波密度泛函理论（DFT）计算相比，理论能带位置得到显著改善。谱带强度与实验结果相当吻合，主要的限制是四次力场计算的准确性。这是第一步，计算多环芳烃和其他类似的刚性分子使用蒙特卡罗采样的适度高温光谱。
2018-09-15 astro-ph.GA physics.chem-ph physics.comp-ph
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 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
Spitzer's perspective of polycyclic aromatic hydrocarbons in galaxies
多环芳烃（PAH）分子，揭示了在3.3，6.2，7.7，8.6，11.3和12.7 $μ$ m的振动模式的特征发射带的独特设置，是丰富和广泛的整个宇宙。它们普遍存在于各种各样的天体物理区域，从年轻恒星周围的行星形成盘到银河系和外部星系的星际介质（ISM）到z>4的高红移。多环芳烃通过控制气体的光电加热和电离平衡，深刻地影响了ISM的热收支和化学。在这里，我们回顾了目前的知识状态的天体物理学的多环芳烃，重点是从斯皮策太空望远镜获得的观测特性和它们的诊断能力，探测当地的物理和化学条件和过程。特别注意的是多环芳烃的光谱特性及其变化所揭示的红外光谱仪（IRS）在船上斯皮策在更广泛的河外环境（例如，远星系、早期星系、星系晕、活动星系核和低金属量星系）的观测能力，而以前的红外空间天文台（ISO）或任何其他望远镜设施都无法观测到。还强调了PAH丰度和星系金属丰度之间的关系，这是斯皮策首次建立的。
2020-03-23 astro-ph.GA physics.atm-clus physics.chem-ph
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
Astronomical Quantum-chemical Origin of Ubiquitously Observed Interstellar Infrared Spectrum due to Polycyclic Aromatic Hydrocarbon
多环芳烃（PAH）的星际红外光谱在3.3，6.2，7.6，7.8，8.6和11.3 μ m波段具有明显的特征，在许多天文尘埃云和星系中普遍存在。我们以前的第一性原理计算表明，Viod诱导的晕苯（C_（23）H_（12））~（2+）和环晕苯（C_（53）H_（18））~（1+）能很好地再现这种光谱。本研究通过原子组态变化和原子振动模式分析来研究量子力学起源。在高速粒子的作用下，PAH中会产生碳空位。Jahn-Teller量子效应使分子构型发生形变。在SP2类石墨烯碳网络之间产生了碳SP3局域键。此外，碳四面体局部结构被创建。这种奇特的结构就是量子起源。这些变质的分子会被中心恒星的强光子照射而光致电离，产生阳离子分子。比较了阳离子分子（C23H12）2+与中性分子（C23H12）2+的原子振动模式。在3.3微米处，两种分子均显示出C-H伸缩模式，并给出相当大的红外强度。在6.2，7.6，7.8和8.6 μ m波段，阳离子分子表现出复杂的C-C伸缩混合模式，并保持较大的红外发射。而中性分子则是简谐运动，相互抵消，红外辐射强度很小。在11.3微米处，中性分子和阳离子分子都显示出垂直于分子平面的C-H弯曲运动，这有助于强发射。实际观察到的光谱将是这些量子力学起源的分子的总和。
2018-08-03 astro-ph.GA cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
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
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
Detection of Aliphatically Deuterated Aromatic Hydrocarbons in the Large Magellanic Cloud 30 Doradus Star-Forming Complex
Xiangtan University（湘潭大学）；University of Missouri（密苏里大学）
本研究利用JWST的NIRSpec与MIRI观测，在大麦哲伦星系30 Doradus恒星形成区探测到含可观脂肪族成分的氘代芳香烃，还发现6.85微米发射特征存在三个新的复杂子结构。
2026-08-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
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
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
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
Detection of Polarized Infrared Emission by Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in the MWC 1080 Nebula
多环芳烃（PAHs）普遍存在于天体物理环境中，它们在3.3、6.2、7.7、8.6、11.3和12.7 $μ$ m处的显著发射特征表明，这些特征通常归因于C-H和C-C振动模式。虽然这些功能长期以来一直被预测为极化，以前的搜索PAH极化导致零，或充其量，试探性的检测。在这里，我们报告的明确检测偏振PAH发射在11.3 $μ$ m的星云与赫比格恒星MWC 1080。我们测量的偏振度为1.9 $\pm$ 0.2\%，这是出乎意料的高相比，模型。这对目前对多环芳烃排列的理解提出了挑战，这是消除多环芳烃排放所必需的，但被认为是基本上被抑制的。PAH通过共振顺磁弛豫过程与磁场对准可以解释这种高水平的极化。
2017-07-17 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
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
Role of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons on the Cosmic-Ray ionization rate in the Galaxy
宇宙射线电离率（$ζ$，s $^{-1}$）在星际介质中起着重要的作用。它控制离子分子化学并提供热源。在这里，我们使用光谱合成代码CLOUDY沿着朝向HD 169454、HD 110432、HD 204827、$λ$ Cep、X Per、HD 73882、HD 154368、Cyg OB 2 5、Cyg OB 2 12的九条视线执行计算网格。通过匹配H $_3^+$和H $_2$的观察到的柱密度来确定$ζ$的值。多环芳烃（PAHs）的存在影响自由电子密度，从而改变H $_3^+$密度和导出的电离速率。多环芳烃在银河系中无处不在，但也有一些地区不存在多环芳烃。因此，我们认为云的PAH丰度范围，并显示其对H $_3^+$丰度的影响。我们预测的平均宇宙射线电离率H $_2$（$ζ$（H $_2$））=（7.88 $\pm$ 2.89）$\times$ 10 $^{-16}$ s $^{-1}$的模型与平均银河系多环芳烃丰度，（PAH/H =10 $^{-6.52}$），除了天鹅座OB 2 5和天鹅座OB 2 12。对于朝向天鹅座OB 2 12的视线，$ζ$的值几乎小1倍。对于不含多环芳烃的模型，我们估计了$ζ$的平均值（H $_2$）=（95.69 $\pm$ 46.56）$\times$ 10 $^{-16}$ s $^{-1}$。
2021-01-12 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
