The L1157-B1 astrochemical laboratory: testing the origin of DCN
L1157-B1是大规模分子外流中最明亮的冲击区域，被认为是化学物质丰富的外流的原型，是研究冲击如何影响分子气体的理想实验室。IRAM 30 m先前已经探测到几个氘代分子，其中大多数形成于颗粒地幔上，然后由于冲击而释放到气相中。我们的目标是观察调查的作用，导致DCN的形成，并测试其形成的化学模型的预测不同的化学过程的工作。我们用NOEMA对DCN（2-1）和H13 CN（2-1）谱线进行了高角分辨率观测，以计算氘代分数Dfrac（HCN）。我们检测到L1157-B1冲击产生的DCN（2-1）和H13 CN（2-1）发射。Dfrac（HCN）约为4 × 10 $^{-3}$，考虑到不确定性，我们没有发现弓形激波的显著变化。与HDCO相反，HDCO的排放描绘了射流与环境材料之间的撞击区域，DCN的分布范围更广，且不限于撞击区域。这与气相化学在弓形激波头部HCN的氘化中起主要作用的想法是一致的，其中HDCO是未检测到的，因为它是颗粒表面化学的产物。DCN和H13 CN的光谱与流出腔壁的光谱特征相匹配，表明它们的发射来自冲击气体。与C型冲击模型耦合的含时气体-颗粒化学模型UCL-CHEM的分析表明，所观察到的Dfrac（HCN）在冲击后阶段达到，匹配的动力学时间尺度的冲击。我们的研究结果表明，在L1157-B1的DCN的存在是气相化学的组合，产生了广泛的DCN发射，占主导地位的头部的弓形激…
2017-07-14 astro-ph.GA
A multigrain-multilayer astrochemical model with variable desorption energy for surface species
本文提出一种多粒度多层天体化学模型，研究表面分子结合能依赖性脱附对气-粒化学的影响，发现多种脱附机制共同调节星际冰成分，解释了主要冰组分比例的普遍相似性。
2024-05-28 astro-ph.GA physics.chem-ph
Machine learning exploration of binding energy distributions of H2O at astrochemically relevant dust grain surfaces
Aarhus University（奥胡斯大学）
本研究利用机器学习建模，探索了尘埃颗粒表面水分子的结合能分布，揭示了不同表面性质对冰形貌和结合能的影响，为星化学模型提供了新的物理输入。
2026-02-11 astro-ph.GA physics.chem-ph
Binding Energy Evaluation Platform: A database of quantum chemical binding energy distributions for the astrochemical community
天体化学模型的质量是高度依赖于可靠的结合能（BE）值，考虑的形态和充满活力的各种结合位点的表面上的冰粒地幔。在这里，我们提出了结合能评估平台（BEEP）和数据库，使用量子化学方法，产生完整的BE分布的分子绑定到一个非晶态固体水（ASW）表面模型。BEEP是高度自动化的，并允许在一组水簇上对结合位点进行采样，并计算准确的BE。使用我们的协议，我们计算了21个BE分布的星际分子和自由基的非晶化的15-18个水团簇的22个分子。该分布包含225至250个独特的结合位点。我们应用高斯拟合并报告每个分布的均值和标准差。我们与现有的实验结果进行了比较，发现低覆盖率和高覆盖率的实验BE分别与我们分布的高BE尾部和平均值吻合得很好。以前报道的单一BE理论值与我们的基本一致，尽管在某些情况下可以理解存在显著差异。我们展示了如何使用不同的BE值影响天体物理学中的一个典型问题，如计算雪线在原行星盘。BEEP将公开发布，以便该数据库可以在社区努力中扩展到其他分子或冰模型。
2022-07-26 astro-ph.GA astro-ph.IM
A framework for incorporating binding energy distribution in gas-ice astrochemical models
本文扩展传统速率方程方法，提出以准稳态概率密度函数加权热解吸与跳跃速率，从而在不增加常微分方程数量的情况下将表面结合能分布纳入大型气体-冰天体化学模型。
2024-08-06 astro-ph.EP astro-ph.GA
Binding energies: new values and impact on the efficiency of chemical desorption
最近的实验室测量已经证实，化学解吸（由于放热表面反应而解吸产物）可以是一种有效的过程。将此过程纳入气体-颗粒化学模型的影响完全取决于所使用的形式和相关参数。在这些参数中，结合能可能是目前最不确定的参数。提出了一个计算物种与水冰表面结合能的新模型。我们还使用Minissale等人提出的新化学解吸模型（2016）或Garrod等人提出的模型（2007）比较了模型结果。新的结合能对复杂有机分子的形成有很大的影响。此外，来自Minissale的新的化学解吸模型产生这些物质以及甲醇的小得多的解吸。结合这两种效应，在冷核中观察到的CH 3OH和COMs的丰度不能再由天体化学模型再现。
2017-01-23 astro-ph.GA
Binding energy distributions of alcohols, thiols, and their precursors on interstellar water ice surfaces
针对星际水冰表面单值结合能的局限，研究通过量子化学计算获得醇、硫醇及其前体的结合能分布，并证明其能显著改进天体化学丰度预测。
2025-08-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
Cosmic-ray induced diffusion in interstellar ices
宇宙射线能够加热星际尘埃颗粒。这可能会增强聚集在暗云核心颗粒上的冰质地幔中的分子流动性。采用三相天体化学模型研究了星际冰中的分子运动。具体而言，扩散通过冰之间的地下地幔和外表面的孔隙，由全谷物加热的帮助下，被认为是。结果发现，孔可以作为一个有效的传输路径轻物种。化学自由基从地幔向外表面的扩散是最有效的。这些物质在地幔中的积累是由于宇宙射线诱导的光子的光解作用。氢在暖冰内的更快扩散增强了孔隙表面上的自由基的氢化。整个晶粒加热引起的径向扩散在冰的总体结果是较高丰度的冰物种，其合成涉及光自由基。以这种方式合成的稳定物质的例子包括复杂的有机分子、OCS、H2O2和氰基丙炔。
2014-09-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
The impact of surface acetylene cyclotrimerization on the abundance of aromatic hydrocarbons in carbon-rich asymptotic giant branch stars
本研究通过乙炔环三聚反应揭示了尘埃颗粒在AGB星周围形成芳香烃类化合物的催化作用，并强调了气相与表面化学过程协同建模的重要性。
2025-12-06 astro-ph.GA astro-ph.SR
Diffusion-desorption ratio of adsorbed CO and CO$_2$ on water ice
原子和分子的扩散是星际介质恒星形成区化学演化的关键过程。然而，关于许多重要的星际物质的流动性的准确数据往往是不可用的，这严重限制了描述分子云中物理和化学过程的模型的可靠性。在这里，我们的目标是提供天体化学建模社区与可靠的数据之间的比率吸附CO和CO $_2$在水冰的扩散和解吸的能量障碍。为此，我们使用一个完全原子化的，非晶格动力学蒙特卡罗技术来生成动态轨迹的CO和CO $_2$分子在表面上的结晶冰在温度相关的星际介质。的扩散解吸势垒比被确定为0.31 CO和0.39 CO $_2$。这些比值可直接用于提高现有气粒化学模型的精度。
2014-09-19 astro-ph.GA physics.chem-ph
A novel framework to study the impact of binding energy distributions on the chemistry of dust grains
尘埃颗粒中分子的蒸发对于理解恒星和行星形成过程的一些关键方面至关重要。在预热阶段，年轻的原恒星物体的存在促使分子从尘埃表面蒸发成气相，增加了其化学复杂性。同样，在拱星盘中，所谓雪线的位置是由蒸发决定的，这对行星的形成有重要影响。被解吸的分子的量取决于物质与颗粒表面之间的相互作用，该相互作用由结合能控制。最近的理论和实验工作指向这个参数的值的分布，而不是在天体化学models.We经常采用的单一值在这里提出了一个新的“多结合能”的框架，以评估的影响，结合能的分布上绑定到晶粒的物种的数量。我们发现，表面化学的效率是显着的影响，这个过程中的脱附物种的理论估计的关键后果。
2020-09-08 astro-ph.GA
Kinetic Monte Carlo simulations of the grain-surface back-diffusion effect
速率方程模型是一种广泛使用的和廉价的工具，用于在一系列物理条件下模拟星际化学。然而，他们的应用程序，粮食表面化学系统需要一些简化的假设，由于需要只处理每个物种的总人口，使用平均速率，而不是把每个表面粒子作为一个独立的实体。虽然速率方程模型的输出严格限于此类总体信息，但输入-以控制化学总体随时间演变的平均速率形式-可以由更精确的模拟方法的结果指导。在这里，我们研究的影响，其中粒子扩散的表面重新访问晶格上的结合位点，减缓总反应速率。虽然这种效应已被研究的两个粒子系统，其影响在更大的反应物表面覆盖尚未探讨。从两个Monte Carlo动力学模型（一个2-D周期性晶格，其他的三维实现的晶粒的表面）的结果被用来开发一种手段，将晶粒表面的反扩散效应到速率方程方法。针对简单的H+H反应体系，研究了晶粒尺寸、晶粒形貌和表面覆盖度对反扩散效应大小的影响。结果与表达式，可以很容易地纳入天体化学速率方程模型，准确地再现反扩散对晶粒表面反应速率的影响。对于$\sim$ 10 $^6$表面位点的典型晶粒，反向扩散使反应速率降低约5倍，但这在接近完全表面覆盖时下降至1。
2017-04-19 astro-ph.GA
Reaction dynamics on amorphous solid water surfaces using interatomic machine learned potentials. Microscopic energy partition revealed from the P + H -> PH reaction
本研究利用机器学习势的从头算分子动力学，研究非晶固态水上的P + H -> PH反应，揭示能量耗散与分配，发现平动能量占比低，对天体化学模型有重要影响。
2023-03-06 astro-ph.GA
CO diffusion into amorphous H2O ices
冰颗粒地幔中原子、分子和自由基的流动性调节着冰的重组、解吸和天体物理环境中的化学反应。星际冰主要由H2O，和扩散的外部和内部（孔隙）表面的H2O丰富的冰，因此是一个关键的过程来约束。本研究的目的是量化的扩散动力学和障碍的丰富的冰成分CO到H2O为主的冰在低温（15-23 K），通过测量最初分层的H2O（：CO2）/CO冰的混合速率。通过监测红外CO伸缩带的形状，确定CO的混合分数作为时间的函数。混合观察在所有调查的温度分钟的时间尺度上，可以归因于CO扩散H2O冰孔。扩散系数和最终混合分数取决于冰的温度，孔隙度，厚度和组成。实验分析应用菲克扩散方程的假设下，混合是由于CO扩散到一个不动的H2O冰。CO扩散到无定形H2O冰中的能垒约为160 K。这实际上是表面扩散阻挡层。衍生的障碍是低的相比，目前的表面扩散障碍中使用的天体化学模型。它的采用可能会大大改变星际环境中不同冰过程的预期时间尺度。
2015-02-26 astro-ph.GA physics.chem-ph
Sensitivity analysis of grain surface chemistry to binding energies of ice species
先进的望远镜，如ALMA和JWST，可能会显示化学宇宙可能比目前观察到的更复杂，这需要天体化学建模者改进他们的模型，以考虑新数据的影响。然而，气体颗粒模型的基本输入信息，如分子的结合能的表面，已经从实验中得出的只有少数物种，留下了数百种高度不确定的估计。本文采用速率方程方法，系统地研究了结合能的不确定性对暗分子云的天体化学两相模型的影响。基于文献检索的已发表数据，列出了推荐的结合能值。对暗云模型进行了数千次模拟，在每次模拟中，从正态分布中随机选择数百种物质的结合能值。我们的研究结果表明，H $_{2}$的结合能是关键的表面化学。对于高结合能，H $_{2}$在晶粒上冻结形成H $_{2}$冰。这在物理上是不现实的，我们建议改变速率方程。发现的丰度范围与天文冰观测结果相当一致。Pearson相关系数表明，HCO，HNO，CH $_{2}$和C的结合能与优势冰种的丰度相关性最强。最后，发现复杂有机分子的形成途径对H $_{2}$ CO加氢的分支比敏感。
2017-08-04 astro-ph.GA
Evaporative cooling of icy interstellar grains II. Key parameters
上下文当冰质星际颗粒被宇宙射线（CR）粒子或其他过程突然加热时，就会发生蒸发（升华）冷却。它导致冰物质的热解吸，影响星际云的化学成分。目标。我们调查升华冷却的细节，获得必要的知识之前，这个过程被认为是在天体化学模型。方法.我们采用了一个数值代码来描述分子从冰颗粒中一层一层地升华，也考虑了大块冰分子在升华之前向表面的有限扩散。我们研究了一种谷物，突然加热到峰值温度T，通过升华和辐射冷却。结果一些问题得到了答复。当晶粒温度T > 40 K时，晶粒热容C的选择对升华分子数N的影响有限。对于具有不同尺寸的晶粒，CR诱导的解吸对于具有〜 0.02微米的芯半径的相当小的晶粒是最有效的。只有当峰值温度T > 80 K时，并且没有其他挥发物时，才能从小颗粒中发生CR诱导的CO2冰升华。在T <30 K时，H2分子在晶粒表面的存在加速了其冷却，从而显著降低了其他升华分子的N。最后，如果没有大块冰分子的扩散和随后的升华（即，升华仅发生在表面层），升华产率不超过1-2个单层，并且如果T > 50 K，N不随T的增加而增加。结论.澄清了有关冰星际颗粒升华冷却的重要细节，这将使天体化学建模中能够适当考虑这一过程。
2020-07-09 astro-ph.GA physics.chem-ph
The GRETOBAPE gas-phase reaction network: the importance of being exothermic
本研究提出基于 KIDA2014 的新气相反应网络 GRETOBAPE，通过量子力学计算清除未识别的吸热反应，发现原网络 5% 反应为吸热，并公开了网络及分子性质数据库。
2023-02-28 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
The impact of attenuation on cosmic-ray chemistry: I. Abundances and chemical calibrators in molecular clouds
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校）；University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）
本文研究宇宙射线对分子云化学的影响，通过模拟密集分子云中的气体相化学模型，探讨宇宙射线离子化率对重要化学示踪物丰度和气体温度变化的影响，并提供改进的电子分数估算和紫外屏蔽区域的理论校准。
2026-01-16 astro-ph.GA
CO Adsorption Sites on Interstellar Water Ices Explored with Machine Learning Potentials. Binding energy distributions and snowline
该研究利用机器学习势推导ASW表面CO结合能的稳健分布，评估其对实验室脱附实验和星际化学（尤其是原行星盘）的意义，为天体化学建模提供关键数据。
2025-08-19 astro-ph.GA
Enhanced formation of interstellar complex organic molecules on carbon monoxide ice
本研究通过天体化学模型发现，CO冰表面覆盖率升高会增强特定含氧复杂有机分子的形成，该效应受温度和宇宙射线电离率影响，对JWST星际冰观测具有重要参考价值。
2024-05-31 astro-ph.GA
The Astrochemistry Low-energy Electron Cross-Section (ALeCS) database I. Semi-empirical electron-impact ionization cross-section calculations and ionization rates
本文介绍了公开的天体化学低能电子截面（ALeCS）数据库，利用二元碰撞Bethe模型等方法计算了200多种分子的总电离截面和电离速率，为星际空间辐射驱动化学反应研究提供了关键数据。
2024-02-13 astro-ph.GA astro-ph.IM physics.chem-ph
Atom Addition Formation of Thionylimide (HNSO) on Interstellar Dust Grains: Chemical routes requiring oxygen and nitrogen atom surface diffusion
University of Stuttgart（斯图加特大学）；RIKEN Cluster for Pioneering Research（理化学研究所先导研究集群）
研究通过量子化学计算揭示HNSO在星际尘埃颗粒上的形成机制，表明氧和氮原子表面扩散在硫化学中起关键作用。
2026-02-04 astro-ph.GA physics.chem-ph
Impact of the ambipolar diffusion in the structuration of the magnetic Rayleigh Taylor instability with oblique magnetic field
本研究通过双流体框架和解析色散关系，发现斜磁场下双极扩散使瑞利-泰勒不稳定性增长呈各向异性，并在中等耦合时效应最强。
2025-06-24 astro-ph.GA
Pumping Iron: How turbulent metal diffusion impacts multiphase galactic outflows
本研究通过高分辨率模拟，探究湍流金属扩散对矮星系多相外流的影响，发现其显著影响热相冷却与声速，但对载荷因子影响微弱。
2024-07-19 astro-ph.GA
Dynamic Localised Turbulent Diffusion and its Impact on the Galactic Ecosystem
由于星系环境中湍流的普遍存在，所有星系演化模拟都需要对热能、动量和金属的湍流扩散进行建模。最常用的扩散模型，Smagorinsky模型，被认为是过度扩散，由于其强烈的依赖于流体速度剪切。我们提出了一种方法，用于动态计算一个更准确的，本地适当的，湍流扩散：动态本地化Smagorinsky模型。我们调查了一组标准的天体物理学相关的流体动力学测试，并证明了动态模型抑制过度扩散的非湍流剪切流，并提高了密度对比度在我们的驱动湍流实验。在星系盘中，我们发现动力学模型通过防止过多的角动量输运来保持盘的稳定性，并增加了星际介质中的金属混合时间尺度。在我们孤立的银河系和宇宙学模拟中，我们发现星际和环星系介质对湍流扩散的处理特别敏感。我们还研究了我们的宇宙学模拟中的全球气体富集分数，以衡量对第III族恒星和超大质量黑洞的形成地点和人口统计的潜在影响，因为它们理论上对它们形成的气体的金属含量很敏感。然而，这个动力学模型并不只是用于星系演化研究。它可以应用于所有天体物理流体动力学模拟，包括模拟恒星内部，行星形成和恒星形成。
2018-12-10 astro-ph.GA
Modelling chemical abundance distributions for dwarf galaxies in the Local Group: the impact of turbulent metal diffusion
我们调查恒星金属丰度分布函数（MDF），包括铁和$α$元素丰度，在矮星系的反馈在现实环境（FIRE）项目。我们研究孤立的矮星系和那些银河系质量的星系的卫星。特别是，我们研究的影响，包括一个亚网格湍流模型的金属在气体中的扩散。包括扩散的模拟具有较窄的MDF和丰度比分布，因为扩散将单个气体和恒星粒子推向平均金属丰度。这种效应与观测到的本星系群矮星系的丰度分布有更好的一致性，包括[ $α$ /Fe]与[Fe/H]的小的内禀散射（小于0.1 dex）。在我们的模拟中出现这种小的内在散射，因为矮星系中的星际介质（ISM）几乎在所有宇宙时间都是混合良好的，因此在给定时间形成的恒星具有相似的丰度，在0.1 dex内。因此，在z = 0的丰度散射大部分来自红移演化，而不是来自ISM中的瞬时散射。我们发现卫星和孤立的矮星系，这表明环境的影响发挥了较小的作用相比，在我们的模拟内部的化学演化类似的宽度和内在的散射。总体而言，通过纳入金属扩散，我们的模拟再现了观测到的低质量星系的丰度分布宽度，从而能够详细研究星系形成中的化学演化。
2018-06-26 astro-ph.GA
Direct measurement of desorption and diffusion energies of O and N atoms physisorbed on amorphous surfaces
星际尘埃颗粒表面的物理吸附原子在固态天体化学中起着核心作用。它们的表面反应性是在太空中观察到的分子复杂性的来源之一。在实验天体物理学中，原子的高反应性也构成了测量表面物理学中两个基本性质的障碍，即解吸能和扩散能，迄今为止，O和N原子的直接测量是不存在的。为了给天体化学模型提供边界条件，我们研究了O和N原子在冷表面上的扩散和脱附过程。在这里，我们提出了一种新的技术，直接测量的N-和O-原子的质量信号。包括在一个简单的模型中的实验结果，使我们几乎直接推导出N原子的脱附和扩散势垒的非晶态固体水冰（ASW）和O原子的ASW和氧化石墨。我们发现一个强有力的约束的解吸和热扩散能垒的值。测量的氧原子势垒与最近的独立估计是一致的，并证明是远远高于以前认为（E $_{des}=1410_{-160}^{+290}$ ; E $_{dif}=990_{-360}^{+530}$ K ASW）。对于氧原子，我们提出E $_{des}$ -E $_{dif}$ =1320-750 K的组合是可能的解对中的明智选择。此外，我们设法测量N原子的脱附和扩散能量的第一次（E $_{des}=720_{-80}^{+160}$ ; E $_{dif}=525_{-200}^{+260}$ K ASW）在热跳跃制度，并提出的组合E $_{des}$ -E $_{dif}$ =720-400 K可以合理地采用在模型中。…
2016-03-09 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.chem-ph
Effect of multiplicity of stellar encounters and the diffusion coefficients in the uniform stellar medium: no classical divergence ?
本文首次采用了能反映多次远距离碰撞效应和大碰撞因子的Rankyan扩散因子来计算恒星系统速度空间中的扩散系数。结果表明，在这种情况下，累积效应--远距离相遇对测试星速度变化的总贡献--是有限的，经典描述所固有的对数发散消失了，这也是Kandelman（1981）早先指出的。与此同时，扩散系数的公式，如前所述，包含两个独立的比例因子的比值的对数，这两个比例因子充分表征了恒星系统的状态：平均粒子间距离和近距离碰撞的碰撞参量。然而，这个因子的物理意义不再与经典的对数散度相关联。
2016-04-15 astro-ph.GA
A new hot core in the outer Galaxy: Impact of metallicity on the formation of complex organic molecules
Max-Planck-Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）
研究银河外围热点核心G135.27+2.79的化学组成，探讨金属licity和尘埃-气体比对复杂有机分子形成的影响，发现不同分子对金属licity的敏感性不同。
2026-05-14 astro-ph.GA
Dust as interstellar catalyst - II. How chemical desorption impacts the gas
上下文星际尘埃颗粒，占总质量的1%，被认为是恒星形成区域中非常强大的星际催化剂。尘埃的存在会对分子云的化学成分产生强烈的影响。虽然观测表明，许多形成于尘埃颗粒上的物种都存在于气相中，但将固态转化为气相的过程仍不清楚。目的。本文的目的是考虑化学脱附过程，即在天体化学模型中释放固体物质进入气相的过程。这些模型允许确定恒星形成环境的化学成分，并对固相化学进行精确处理。方法.在论文I中，我们推导出一个公式的基础上，我们量化的化学解吸过程的效率的实验研究。在这里，我们将这些结果扩展到天体物理条件。结果天体物理环境模拟表明，考虑化学解吸过程后，气相甲醇和H2 O2的丰度增加了4个数量级，而气相H2 CO和HO 2的丰度增加了1个数量级。当考虑或忽略化学解吸时，冰的组成变化很大。结论.我们表明，化学解吸过程，直接将固体物质转化为气相物质，是非常有效的许多反应。应用于天体物理环境，如Rho Oph A，我们表明，在这项研究中得出的化学解吸效率再现所观察到的气相甲醇，HO 2和H2 O2的丰度，这些分子在气体中的存在下显示了最后的迹象，在霜冻前的云的演变。
2015-11-08 astro-ph.GA astro-ph.SR
Theoretical determination of the binding energies of methanol and related species onto amorphous solid water ice
University of Leeds（利兹大学）；Universidad de Concepción（康塞普西翁大学）
采用色散校正密度泛函理论，通过BEEP平台计算甲醇及其光解产物在无定形固态水冰上的结合能，揭示氢键与色散作用对结合能分布的影响，并评估其对天体化学模型结果的影响。
2026-06-26 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Icy molecule desorption in interstellar grain collisions
在寒冷的无星和星前云核中观测气态复杂有机分子（COMs），需要有效地将COMs及其母体从星际颗粒上的冰冷地幔中解吸出来。用一个简单的天体化学模型，我们调查，如果机械去除冰碎片之间的斜碰撞在两个大小箱（0.01和0.1微米）可以大大影响COM丰度。两个晶粒碰撞速度被认为是10和50米每秒，对应于现实的晶粒相对速度所产生的双极扩散和湍流，分别。从较小的颗粒，碰撞被假定为删除一个球冠的高度等于1/3和1冰幔厚度，分别。我们发现，诱导的解吸可以提高几个数量级的气相丰度的COM，再现观察到的COM丰度在一个数量级。重要的是，高的气态COM丰度达到了长达1万年的时间尺度和一个相当低的甲醇冰丰度，常见的无星核心。简单的模型，只考虑两个晶粒尺寸箱和几个假设，演示了一个概念，必须用更复杂的方法进行测试。
2022-07-01 astro-ph.GA physics.chem-ph
Subsurface chemistry of mantles of interstellar dust grains in dark molecular cores
上下文星际分子云中许多观测到的化合物的丰度仍然缺乏解释，尽管广泛的研究包括气体和固体（尘埃颗粒表面）相反应。目标。我们的目标是定性地证明这样一个想法，即星际颗粒上的氢贫乏的地下化学至少是这些化学“异常”的一部分。当地幔中的光分解反应释放出游离氢时，这种化学反应在冰冷的地幔中发展，游离氢通过扩散逃离地幔。这导致地幔的化学成分发生严重变化，因为地幔中的孔隙为新的贫氢环境中的反应提供了表面。方法.我们提出了一个简单的动力学模型，使用现有的天体化学反应数据库。气相，表面和地下孔隙反应包括在内，是分子的物理转化。结果我们的模型产生显着更高的丰度比大多数其他模型的各种氧化物种。对于某些具有足够反应网络的物种，我们也得到了很好的结果。因此，我们认为贫氢地幔化学可能确实在分子云的化学演化中起作用。结论.氢向外扩散的重要性还有待进一步研究证实。许多氧化物种之间的大量固相反应对于获得良好的定量建模结果以与观测结果进行比较至关重要。我们推测，各种无法观测到的贫氢硫含氧酸衍生物可能是负责的“消失”的硫在暗云核心。
2012-07-11 astro-ph.GA hep-lat
Experimental evidence for Glycolaldehyde and Ethylene Glycol formation by surface hydrogenation of CO molecules under dense molecular cloud conditions
本研究的重点是形成两个分子的天体生物学的重要性-乙醇醛（HC（O）CH 2 OH）和乙二醇（H2 C（OH）CH 2 OH）-通过表面氢化的CO分子。我们的实验旨在模拟星际暗云区域的CO冻结阶段，以及热处理和高能处理成为主导。它表明，随着H2 CO和CH 3OH的形成-CO氢化的两个公认的产品-也具有一个以上的碳原子的分子的形式。该过程的关键步骤被认为是两个HCO自由基的重组，然后形成C-C键。实验建立的反应途径实施到一个连续时间的随机行走蒙特卡罗模型，以前用于模拟天体化学时标上的CH 3OH的形成，研究它们对致密星际云中乙醇醛和乙二醇的固态丰度的影响。
2017-05-25 astro-ph.GA astro-ph.SR
Methanol formation through reaction of low energy $CH_{3}^{+}$ ions with an amorphous solid water surface at low temperature
本研究结合实验、从头算分子动力学和天体化学模型，证实低温ASW表面上低能 $CH_{3}^{+}$ 与水冰反应可生成甲醇，并评估其在分子云中的化学影响。
2023-04-26 astro-ph.GA astro-ph.IM
Simulation of CH$_3$OH ice UV photolysis under laboratory conditions
本研究使用ProDiMo模拟实验室条件下甲醇冰的紫外光解，定量重现20-70 K下的实验破坏过程，并发现光解分支比和反应性解吸是关键因素，模拟显示20 K分子云中甲醇气体丰度增加一个数量级。
2023-02-08 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.chem-ph
Statistical study of uncertainties in the diffusion rate of species on interstellar ice and its impact on chemical model predictions
背景：尘埃表面物质的扩散是确定星际冰化学成分的关键过程。在尘埃表面，吸附的物种从一个势阱扩散到另一个势阱，并与其他吸附的反应物反应，形成简单和复杂的分子。目的：通过考虑吸附态扩散能的不确定性，我们研究了化学程序对模拟物种丰度的影响。我们的目标是通过识别表面物种，因为它们的扩散能的不确定性，导致一个更大的误差，以限制化学代码计算的丰度的不确定性。方法：我们运行各种情况下，在每种情况下，2000至10000模拟和不同的扩散能量的一些或所有表面物种随机。我们计算了皮尔逊相关系数之间的丰度和吸附物种的结合能的扩散比。我们确定了在冰和气相丰度中引入最大不确定性的物种。对于这些物种，我们运行了三组，每组2000次模拟，以量化它们引入的不确定性。结果如下：我们目前的各种分子在气相中的丰度，也在模拟过程中的不同时间间隔的灰尘表面。我们表明，哪些物种产生了很大的不确定性的丰度。我们根据物种在化学网络中传播不确定性的重要性将其分为不同的组。结论：我们发现，CO，H $_2$，O，N和CH $_3$是关键物种的丰度的不确定性，而CH $_2$，HCO，S和O $_2$来其次，其次是NO，HS和CH。我们还表明，通过限制这些物种的结合能的扩散比的不确定性，我们可以消除几乎所有的物种的气相丰度的不确定性。
2018-11-08 astro-ph.EP astro-ph.GA
Formation of Complex Organic Molecules in Cold Interstellar Environments through non-diffusive grain-surface and ice-mantle chemistry
星际间复杂有机分子（COMs）的普遍理论涉及在温暖的尘埃颗粒表面上形成，通过颗粒表面光解稳定分子产生的自由基的扩散和反应。然而，一些气相含氧化合物，特别是乙醛（CH $_3$ CHO），甲酸甲酯（CH $_3$ OCHO）和二甲醚（CH $_3$ OCH $_3$），现在在非常低的温度下观察到，挑战温暖的情况。在这里，我们介绍了一个选择新的非扩散机制到天体化学模型，占标准扩散图片的失败，并提供一个更普遍的情况下COM形成星际颗粒。提供了新的通用速率公式的情况下，其中：（i）自由基形成的反应发生接近另一个反应物，产生立即后续反应;（ii）自由基形成的激发态，使他们能够克服活化障碍，与附近的稳定分子反应;（iii）自由基形成通过光解离接近反应伴侣，然后立即反应。每个过程都在没有大自由基扩散的情况下发生。新机制显著增强了冷COM丰度，成功再现了星前核心L1544的关键观测结果。H-提取从晶粒表面COM，然后重组，在放大化学解吸到气相中起着至关重要的作用。紫外线诱导的化学产生显着COM丰度散装冰，这是保留在谷物，并可能持续到后期阶段。O $_2$也通过光解在地幔中强烈形成，这表明彗星O $_2$确实可能是星际的。
2020-06-19 astro-ph.GA astro-ph.IM
Impact of Size-dependent Grain Temperature on Gas-Grain Chemistry in Protoplanetary Disks: the case of low mass star disks
颗粒表面化学是年轻恒星周围原行星盘组成的关键。谷物的温度取决于它们的大小。我们评估这种温度依赖性对磁盘化学的影响。我们模拟了一个中等质量的磁盘与16个不同的晶粒尺寸。我们使用POLARIS来计算尘埃颗粒温度和当地的紫外线通量。我们使用三相天体化学代码NAUTILUS模拟化学。光处理使用频率依赖的横截面，和一种新的方法来考虑自我和相互屏蔽。多晶粒模型的输出进行比较，单晶粒尺寸模型（0.1 $μ$ m），与两个不同的假设，其等效温度。我们发现平衡温度下的Langmuir-Hinshelwood（LH）机制对3-4个标度高度的H $_2$（$H$）的形成是无效的，并采用随机方法的参数拟合来模拟H $_2$的形成.我们发现的分子层组成（1-3 $H$）取决于剩余的H原子的量。单颗粒和多颗粒模型之间的分子表面密度的差异主要是由于高于1.5 $H$的情况。在100 AU，模型与较冷的晶粒产生H $_2$ O和CH $_4$冰的中平面，和温暖的产生更多的CO $_2$冰，都允许有效的耗尽C和O，只要CO坚持在晶粒表面。复杂的有机分子（COM）的生产是通过在多颗粒模型中存在较温暖的颗粒来增强的。使用单颗粒模型模拟颗粒生长和灰尘沉降未能再现气体颗粒化学的复杂性。具有单一晶粒尺寸的化学模型对所采用的晶粒温度敏感，并且不能解释所有预期的影响。预计雪线的空间分布是由谷物温度的变化引起的。影响的幅度将取决于…
2021-06-10 astro-ph.GA astro-ph.SR
Anisotropic transport and early dynamical impact of Cosmic Rays around Supernova remnants
提出了一种新的宇宙射线（CR）的磁流体动力学程序FLASH实现。CR被描述为具有不同能量的单独流体。CR平流，能量依赖的各向异性扩散相对于磁场和绝热损失，以遵循频谱的演变被考虑在内。我们提出了第一个研究的运输和直接（~150千年）的动力学影响的CRs的湍流磁化星际介质周围超新星遗迹的规模高达80 pc。CR扩散迅速导致低密度气体（主要垂直于磁场）的有效加速，其加速高达热值以上两个数量级。峰值（在1 GeV）CR注入光谱比幂律谱的动力学有更强的影响。对于实际的磁场配置，低能量CR（具有较小的扩散系数）以十倍或更多的大空间变化各向异性地分布。绝热损失可以明显地改变局部光谱，但在这里考虑的空间和时间尺度上对动力学没有积分效应。我们讨论了潜在的全球影响的CR和各向异性运输的动力学结构的ISM，也详细的模型的局限性。
2014-06-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
