Microscopic simulation of methanol and formaldehyde ice formation in cold dense cores
甲醇及其前体甲醛是星际介质中研究最多的有机分子之一,并且在气相和固相中都很丰富。我们最近开发了一个模型来模拟CO氢化通过H原子在星际冰表面,最重要的星际路线H2CO和CH3OH,在实验室条件下。我们扩展这个模型来模拟星际条件下两种有机物种的形成,包括从气体中冻结和表面氢化。我们的目的是比较计算的丰度比与观测值和先前模型的结果。在不同的条件下,包括密度和温度下的模拟已经进行。我们发现,H2CO和CH3OH的形式有效地在冷致密的核心或年轻恒星物体的冷外壳。研究发现,颗粒地幔具有层状结构,顶部为CH_3OH。发现CO和H2CO主要存在于冰幔的下层,在那里它们在后期不能用于氢化。
2009-11-02 astro-ph.GA astro-ph.SR
Fevering Interstellar Ices Have More CH3OD
单氘代甲醇被认为是在恒星形成的星前核心阶段形成的。观察到的CH 2DOH/CH 3 OD比的变化表明,它的形成强烈依赖于周围的云条件。因此,它是恒星形成开始之前的物理条件的潜在示踪剂。代表一个典型的星前核的单点物理模型耦合到化学模型,以调查在星前阶段的氘代甲醇的潜在形成途径。H和D的简单加成反应不能重现所观察到的丰度。实验验证的提取方案的实施导致甲基-氘代甲醇的有效形成,但缺乏羟基-氘代甲醇的充分形成。CH_3OD可能是在较晚的演化阶段形成的,可能是在暖冰中HDO(和D_2O)与CH_3OH之间的H-D交换反应。CH 2DOH/CH 3 OD比值不是星前阶段物理条件的合适示踪剂,但可能更适合作为冰加热的示踪剂。
2022-04-03 astro-ph.GA
Prestellar grain-surface origins of deuterated methanol in comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
氘代甲醇是天体化学家对形成含氘分子的单个化学反应及其所在区域的物理化学历史最强大的窗口之一。首次探测到单氘和双氘甲醇在彗星彗发67 P/丘留莫夫-格拉西缅科使用Rosetta-ROSINA数据。D-甲醇(CH3OD和CH2DOH合并)和D2-甲醇(CH2DOD和CHD2OH合并)相对于正常甲醇的丰度分别为5.5 +/-0.46%和0.00069 +/-0.00014%。数据跨度甲醇氘代分数(D/H比)在0.71 - 6.6%的范围内,占D在分子中的位置的统计校正,包括统计误差传播的ROSINA测量。认为彗星状CH_2DOH是由CO加氢生成CH_3OH和随后的CH_3-R中的H-D取代反应形成的。CHD2OH可能是由氘代甲醛产生的。在氘代水冰存在下,在OH-R中,通过H-D交换反应生成CH_3OD和CH_2DOD。甲醇的形成和氘化被认为发生在与HDO形成D2O相同的时期,在此之前形成单氘代水、硫化氢和氨。彗星的D-甲醇/甲醇的比例被证明同意最密切的星前核心和低质量的原恒星区域。结果表明,彗星的甲醇来源于诞生我们的太阳系的先天冷(10 - 20 K)星前核心。彗星挥发物个别地反映了恒星形成的演化阶段,从云到核心到原恒星。
2020-10-23 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
H2CO and CH3OH maps of the Orion Bar photodissociation region
之前对Orion Bar进行的甲醇和甲醛分析得出结论,这两种分子物质可能追踪不同的物理组分,甲醇是团块材料,甲醛是团块间介质。为了验证这一假设,我们对这两种分子进行了多线映射观察,以研究它们的空间分布。观测是用IRAM-30 m望远镜在218和241 GHz进行的,角分辨率约为11“。H2 CO从高原德布尔阵列的其他数据进行了讨论。使用LVG方法分析数据。这两种分子都在我们的单皿数据中检测到。我们的数据表明,CH 3OH峰值朝向酒吧的团块,但其强度降低到低于检测阈值的interclump材料。当在团间介质的大区域上平均时,检测到最强的CH 3OH线,其峰强度为~0.06K。甲醛也在团块上达到峰值,但也在团块间气体中检测到。我们验证了弱强度的CH 3OH在interclump介质中不是由不同的激发条件的interclump材料,但反映了在柱密度的甲醇。CH 3OH相对于H2 CO的丰度从致密团块到团块间介质降低至少一个数量级。
2010-01-06 astro-ph.GA
FAUST XIX. D$_2$CO in the outflow cavities of NGC\,1333 IRAS\,4A: recovering the physical structure of its original prestellar core
本研究利用ALMA高分辨率观测原双星系统NGC 1333 IRAS 4A外流空腔壁的甲醛氘化比率下降趋势,揭示了激波将前恒星阶段形成的冰幔物质注入气相的机制,并据此恢复了其前恒星核的平坦密度分布结构。
2024-08-28 astro-ph.GA
Nascent chemical complexity in prestellar core IRAS 16293E: complex organics and deuterated methanol
本研究首次在前恒星核IRAS 16293E中探测到多种复杂有机分子和氘代甲醇,通过观测计算其激发温度、柱密度和丰度比,发现其化学特征与原恒星及彗星相似,支持前恒星核坍缩过程中COMs化学再处理有限的结论。
2025-08-06 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Seeds of Life in Space (SOLIS).VII. Discovery of a cold dense methanol blob toward the L1521F VeLLO system
SOLIS(空间生命种子)IRAM/NOEMA大型计划旨在研究来源样本中的一组关键复杂有机分子,具有众所周知的物理结构,涵盖太阳型恒星形成的各个阶段。从星前核心过渡到原恒星阶段的一个代表性天体已经被观测到,朝向称为L1521F的极低光度天体(VeLLO)。这种类型的源对于研究星前核和0类源之间的联系以及限制恒星形成过程中的化学演化非常重要。使用两个频率窗口(81.6 - 82.6 GHz和96.65 - 97.65 GHz)观察几种复杂有机物对L1521 F VeLLO的发射。在L1521F原恒星东北方向的一个非常致密的发射团(~7 "对应~1000 au)中,在中心频率为96.7GHz的窄窗口(上限为E1)内只探测到甲醇的两次跃迁(A+,E2)。在WideX带宽内也检测到CS 2 - 1转换。与星前核的观测结果一致,甲醇的释放出现在距离尘埃峰约1000 au的地方。甲醇滴的位置与文献中先前报道的细丝之一一致。由甲醇推断的气体的Tex为(10 $\pm$ 2)K,而H2气体密度(由检测到的CS 2 - 1发射和先前的CS 5 - 4 ALMA观测估计)为(10)K。比周围环境中的密度高25倍以上(n(H2)> 10 $^{7}$ cm $^{-3}$)。从它的紧凑性,低激发温度和高气体密度,我们认为,甲醇排放检测NOEMA是一个冷和密集的冲击引起的斑点,最近形成的($\leq$几百…
2020-02-17 astro-ph.GA
Upper limits on CH$_3$OH in the HD 163296 protoplanetary disk: evidence for a low gas-phase CH$_3$OH/H$_2$CO ratio
甲醇(CH $_3$ OH)是原行星盘中有机冰化学的根源。然而,其微弱的发射使检测变得困难。迄今为止,气相CH $_3$ OH仅在一个II类磁盘TW Hya中检测到。我们使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA),以寻找总共四个CH $_3$ OH发射线在频带6和7对周围的年轻赫比格Ae星HD 163296磁盘。甲醇及其相关物种甲醛(H $_2$ CO)的磁盘平均柱密度估计假设光学薄排放在当地的热力学平衡。我们比较这些结果的气相柱密度的TW Hya磁盘。单独或在线叠加后均未检测到目标甲醇线。3个$σ$磁盘积分强度上限为$< 51$ mJy km s $^{-1}$(对于频带6线)和$< 26$ mJy km s $^{-1}$(对于频带7线)。带7线提供了对具有$N_{\mathrm{avg}} < 5.0 \times 10^{11}$ cm $^{-2}$的磁盘平均柱密度的最严格的3 $σ$上限。与TW Hya盘中的$1.27$比率相比,HD 163296盘中的甲醇与甲醛比率为CH $_3$ OH/H $_2$ CO $< 0.24$。赫比格磁盘恒星辐射的差异相比,金牛座T磁盘可能会影响气态甲醇和甲醛含量。HD 163296甲醇/甲醛比较低的可能原因包括:HD 163296盘中H $_2$ CO的气相形成高于预期,CH $_3$ OH和H $_2$ CO的颗粒表面形成效率的不…
2019-01-09 astro-ph.GA astro-ph.SR
Prevalence of Complex Organic Molecules in Starless and Prestellar Cores within the Taurus Molecular Cloud
本研究在金牛座分子云的31个无星核和前星核中探测到甲醇和乙醛,发现复杂有机分子在恒星形成前数十万年即于气相中生成,为化学能驱动的解吸模型提供了观测约束。
2023-04-04 astro-ph.GA
ALMA reveals thermal and non-thermal desorption of methanol ice in the HD 100546 protoplanetary disk
利用ALMA观测HD 100546盘,发现甲醇和甲醛的转动温度及柱密度比随半径变化,内盘由热解吸主导,外盘由非热解吸主导,支持星际冰继承及益生元分子存在。
2025-02-28 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Decrease of the organic deuteration during the evolution of Sun-like protostars: the case of SVS13-A
我们目前的结果,甲醛和甲醇氘测量对I类低质量原恒星SVS 13-A,在IRAM 30米ASAI(天体化学调查在IRAM)项目的框架。在276 K下,我们探测到了甲醛、甲醇及其氘代产物(HDCO、D2CO、CHD 2 OH、CH 3 OD)的发射谱线。甲醛分析表明,Tkin = 15 ~ 30 K,n(H2)>= 10^6 cm^-3,大小约为1200天文单位,这表明它起源于原恒星包层。对于甲醇,我们发现了两种成分:(i)来自热科里诺(半径约为35天文单位)的高温(Tkin = 80 K)且密度很大(> 10^8 cm^-3})的气体;(ii)温度较低(Tkin <= 70 K)且范围更广(半径约为350天文单位)的区域。HDCO的氘分馏为9 × 10^-2,D2CO为4 × 10^-3,CH 2DOH为2 - 7 × 10^-3,比0级源的测量值低两个数量级。我们还推导出流出物中的甲醛氘代:4 × 10^-3,与L1157-B1原恒星激波中的结果一致。最后,我们估计[CH 2DOH]/[CH 3 OD]约为2。I类源SVS 13-A相对于0类源的氘化减少可以用气相过程来解释。另一种可能是,较低的氘可能是原恒星演化过程中氘含量较低的外壳逐渐坍塌的结果。目前的测量填补了有机物氘化测量背景下星前核和原行星盘之间的空白。
2017-01-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
Mapping deuterated methanol toward L1544: I. Deuterium fraction and comparison with modeling
星前核氘的研究对于了解恒星形成过程中的物理和化学初始条件具有重要意义。特别是,对甲醇和氘代甲醇的星前核心的观测,仅形成于尘埃颗粒的表面上,可以提供有用的见解在低温下的表面过程。在这里,我们分析地图的CO,甲醇,甲醛和他们的氘同位素对一个著名的前恒星核心。这项研究使我们能够测试当前的气体粉尘化学模型。在IRAM 30米望远镜上对原型前星核L1544进行了CH $_3$ OH、CH $_2$ DOH、H $_2$ CO、H $_2\,^{13}$ CO、HDCO、D $_2$ CO和C $^{17}$ O的单碟观测。我们分析了它们的柱密度,分布,并将这些观测结果与气体颗粒化学模型进行了比较。甲醇的最大氘分数为[CH $_2$ DOH]/[CH $_3$ OH] $\sim$ 0.08 $\pm$ 0.02,而在粉尘峰处测量的甲醛氘分数为[HDCO]/[H $_2$ CO] $\sim$ 0.03 $\pm$ 0.02,[D $_2$ CO]/[H $_2$ CO] $\sim$ 0.04 $\pm$ 0.03和[D $_2$ CO]/[HDCO] $\sim$ 1.2 $\pm$ 0.3。观测结果与模型的预测有很大的不同,在大多数情况下,发现10倍和100倍之间的差异。但很明显,为了在尘埃颗粒表面有效地产生甲醇,必须打开H原子的量子隧道扩散。目前采用的甲醇反应脱附效率似乎被高估了和/或…
2018-08-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
First Detection of CH3OD in Prestellar Cores
Center for Astrophysics | Harvard \& Smithsonian, Cambridge, MA 02138, USA
本文首次在星前核 L1448 和 B213-C6 中探测到 CH3OD,并约束了 CH2DOH/CH3OD 比值及两种单氘代甲醇的 D/H 比值,为研究星前阶段化学演化提供关键观测依据。
2025-11-05 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Formation of Complex Organic Molecules in Prestellar Cores: The Role of Non-Diffusive Grain Chemistry
本研究用MONACO模型模拟前恒星核L1544,首次同时再现多种含氧复杂有机分子的气相和冰相丰度,揭示非扩散颗粒化学及化学解吸的关键作用。
2025-07-10 astro-ph.GA
Investigating the chemical link between H$_2$CO and CH$_3$OH within the CMZ of NGC 253
本研究利用ALCHEMI高分辨率观测和辐射传输模型,发现NGC 253中心分子层中甲醛与甲醇源于不同物理环境,挑战二者直接化学联系的假设,揭示星暴过程对分子化学的复杂影响。
2025-05-22 astro-ph.GA
Multilayer formation and evaporation of deuterated ices in prestellar and protostellar cores
十年来,在星前核和低质量原恒星中观察到了几种分子的极大氘化。对低质量原恒星进行的新观测表明,水在温暖的内部气体中比在寒冷的外部包层中呈现出较低的氘化。我们耦合的气体颗粒天体化学模型与一维模型的坍缩核心,以正确地遵循星际冰的形成和氘化,以及随后的蒸发在低质量的原恒星信封的目的是解释其氘化的时空演变。天体化学模型遵循的形成和蒸发的冰与多层的方法,还包括一个国家的最先进的氘代化学网络,考虑到自旋状态的H $_2$和轻离子。由于星际冰的形成缓慢,因此它们的化学性质是不均匀的,并且显示出它们的氘分馏向表面增加。冰中氘化的分化诱导了原恒星包层中氘化的演化。温暖的内部区域是贫氘的,因为它包括整个分子含量的冰,而氘预测在寒冷的外部信封规模与高度氘化的表面的冰。我们能够重现原恒星信封内观察到的水氘代的演变,但我们仍然无法预测观察到的甲醛和甲醇超高氘代。最后,这项研究的扩展到氘化的复杂有机物(COM),重要的前生物化学,显示出良好的协议与观察,这表明我们可以使用的氘化追溯其机制和它们的时刻的形成。
2014-05-13 astro-ph.GA
The ALMA-PILS survey: Formaldehyde deuteration in warm gas on small scales toward IRAS 16293-2422 B
在原恒星周围的包层中观察到的氘分馏的增强程度证明了低温下化学的重要性,与前恒星和原恒星核心有关。甲醛是形成甲醇和更复杂分子的重要物质。在这里,我们提出了第一个研究甲醛氘代小尺度周围的原型低质量原恒星IRAS 16293-2422使用高空间和光谱分辨率阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)的意见。在ISM中首次检测到甲醛的许多同位素体,其中H $_2$ C $^{17}$ O和D $_2^{13}$ CO。HDCO谱线所覆盖的较高能级的大范围有助于将激发温度限制在106 $\pm$ 13 K。使用导出的柱密度,甲醛显示氘分馏HDCO/H $_2$ CO=6.5 $\pm$ 1%,D $_2$ CO/HDCO=12.8 $^{+3.3}_{-4.1}$ %,和D $_2$ CO/H $_2$ CO=0.6(4)$\pm$ 0.1%。导出的同位素比为$^{16}$ O/ $^{18}$ O=805、$^{18}$ O/ $^{17}$ O=3.2和$^{12}$ C/ $^{13}$ C=56。HDCO/H $_2$ CO比低于以前的研究中发现的,突出了解释内暖区单碟观测的不确定性。D $_2$ CO/HDCO比值仅略大于HDCO/H $_2$ CO比值。这与一氧化碳冻结在颗粒上时冰中形成的甲醛是一致的,大部分氘代反应发生在星前核心阶段的末期。与现有的随时间变化的化学模型的比较表明,源…
2017-11-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
Distinct Chemical Regions in the "Prestellar" Infrared Dark Cloud (IRDC) G028.23-00.19
我们使用CARMA在3.3 mm处观察到IRDC G028.23-00.19。在它的中心,IRDC拥有已知的最大质量(~1520 Msun)的静止,冷(12 K)的团块(MM 1)。低温、高NH_2D丰度、窄分子线宽以及缺乏嵌入式红外光源(3.6至70 μ)表明该团块可能是星前的。在IRDC的北部和南部地区探测到了具有宽线宽(6-9 km s^-1)和高丰度(0.8-4 x 10^-9)的强SiO辐射,与MM 1无关。我们认为SiO是通过未被探测到的中等质量恒星或深埋在IRDC中的低质量恒星群的外流产生的冲击从尘埃颗粒中释放到气相中的。在中西部区域检测到一个较弱的SiO组分,其谱线宽度较窄(约2 km s^-1),丰度较低(4.3 x 10^-11),这与“云下-云下”碰撞或少数低质量恒星的未分辨星群相一致。我们报告了CH_3OH在整个IRDC中的广泛释放,以及在一个寒冷的大质量星前团块(MM 1)中首次探测到的扩展窄甲醇释放(~2 km s^-1)。我们认为,在这样一个寒冷的地区,最有可能的机制是释放到气相中的甲醇晶粒表面反应的双折射。HN ^[13] C揭示了IRDC实际上是由两个不同的子结构(“子云”)组成的,它们在速度空间上相隔约1.4 km/s。狭窄的SiO成分出现在子云重叠的地方。C_2H的空间分布与NH_2D相似,说明C_2H也是IRDC中冷气体的示踪物。
2013-07-04 astro-ph.GA astro-ph.SR
Methanol deuteration in high-mass protostars
在冰中形成的分子(如甲醇(CH $_3$ OH))的氘化对它们在密集的冷云中形成的物理条件很敏感,可以通过在热核中观察氘代甲醇来探测。研究了含有CH $_3$ OH、CH $_2$ DOH、CHD $_2$ OH、$^{13}$ CH $_3$ OH和CH $_3^{18}$ OH跃迁的ALMA观测。测定所有来源的CH $_2$ DOH、CHD $_2$ OH和CH $_3$ OH的柱密度,其中CH $_3$ OH的柱密度源自光学薄的$^{13}$ C和$^{18}$ O同位素体。因此,甲醇的D/H比是在考虑统计效应的情况下得出的。单氘代甲醇(CH $_2$ DOH)被检测到对我们的高质量原恒星样本中的99个源中的25个。包括上限,从$N_\mathrm{CH_2DOH}/N_\mathrm{CH_3OH}$推断的$\rm (D/H)_{CH_3OH}$比率是从99个来源中的38个来源推导的,并且在$\sim10^{-3}-10^{-2}$之间变化。包括来自文献的其它高质量热芯,平均甲醇D/H比为$1.1\pm0.7\times10^{-3}$。这比低质量原恒星系统($2.2\pm1.2\times10^{-2}$)低一个数量级以上。双氘代甲醇(CHD $_2$ OH)在99个来源中的11个来源中被检测到。包括15个源的上限,从$N_\mathrm{CHD_2OH}/N_\math…
2022-08-12 astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemical differentiation in a prestellar core traces non-uniform illumination
致密云核由于含碳和含氮分子的不同分布而呈现化学分异,后者受冻结到尘埃颗粒上的影响较小。在这封信中,我们表明,两个含C的分子,CH $_3$ OH和$c$ -C $_3$ H $_2$,呈现出明显不同(互补)的形态,同时显示出相同的运动学朝向星前核心L1544。将它们的分布与大尺度H $_2$柱密度N(H $_2$)图,我们发现这两种分子追踪L1544周围不同的环境条件:$c$ -C $_3$ H $_2$分布在靠近地核南部的地方达到峰值,在那里周围的分子云具有N(H $_2$)锐边,而CH $_3$ OH主要追踪核心的北部,其中N(H $_2$)呈现较浅的尾部。我们的结论是,这是由来自星际辐射场的不同照射量驱动的化学分化的证据:在南方,光化学将更多的C原子保持在气相中,从而允许碳链(如$c$ -C $_3$ H $_2$)的产生;在北方,C主要被锁定在CO中,甲醇跟踪CO开始显著冻结的区域。在云收缩的过程中,不同的气体和冰的成分预计会向核心的中心区域混合,在那里将形成一个潜在的太阳型系统。还提供了恒星形成区域碳链化学的另一种观点。
2016-07-12 astro-ph.GA
Multilayer modeling of porous grain surface chemistry I. The GRAINOBLE model
冰水的地幔,与CO,H2CO和CH3OH混合,在所谓的星前核心阶段形成。此外,自由基也被认为是在颗粒表面形成的,并在后来的原恒星演化的升温阶段反应形成复杂的有机分子。我们的目的是研究形成的粮食地幔在星前核心阶段和丰富的H2CO,CH3OH,和自由基被困在他们。我们开发了一个宏观统计多层模型,该模型遵循随时间形成的颗粒地幔,并且包括可能增加被困在地幔中的自由基数量的两种效应:i)在地幔形成的每个时间,只有表面层是化学活性的,而不是整个主体,以及ii)颗粒的多孔结构允许捕获反应性颗粒。该模型考虑了H、O和CO形成的中性物质(例如水、CO、甲醛和甲醇)以及几个自由基的网络。我们运行了一个大型网格模型来研究地幔多层性质和颗粒多孔结构的影响。此外,我们还探讨了其他关键参数的不确定性对地幔成分的影响。我们的模型预测相对较大丰度的自由基。此外,多层的方法使得它有可能遵循的化学分异内的粮食地幔,表明地幔是远远不是均匀的。例如,甲醇主要存在于地幔的外层,而CO和其他活性物质则被困在内层。整个地幔的组成取决于星前核的密度和年龄,以及一些微观参数。与观测结果的比较使我们能够限制一些参数的值,并提供一些指示的物理条件在冰的形成。
2011-12-01 astro-ph.GA
The origin of gas-phase HCO and CH3O radicals in prestellar cores
最近意外地检测到陆地复杂的有机分子在冷(~ 10 K)的气体,这些物种的普遍接受的形成机制提出了质疑。标准的气相机制效率低下,往往生产这些分子不足,许多关键的反应涉及不受约束。晶粒表面机制,这是一个可行的替代方案,遭受的事实,他们依赖于重自由基,这是不可能的热在非常低的温度下的晶粒表面扩散。甲醇是地球上最简单的复杂有机分子之一,被认为是在CO上连续添加H原子后在冷颗粒表面形成的。与较重的物质不同,即使在10 K下,H原子在颗粒表面也非常活跃。参与谷物表面CO加氢甲醇形成的中间物种是自由基HCO和CH 3 O,以及稳定物种甲醛H2 CO。这些自由基被认为是谷物表面复杂有机分子的前体。我们提出了新的观测的HCO和CH 3 O自由基在星前核心的样品,并进行了分析的物种HCO,H2 CO,CH 3 O,和CH 3OH,这代表了不同阶段的颗粒表面氢化CO CH 3OH的丰度。在我们的样品的所有来源中,CO在谷物上的氢化反应中的各种中间物种之间的丰度比是相似的,HCO:H2 CO:CH 3 O:CH 3OH ~ 10:100:1:100。我们认为,这些比率可能不代表的原始丰度的晶粒,但相反,表明自由基HCO和CH 3 O的气相产物的前体H2 CO和CH 3OH,分别。气相途径被认为是简单的估计HCO和CH 3 O丰度进行比较的意见。临界反应速率常数,分支比,和中间物种的最后确定。
2016-01-07 astro-ph.GA astro-ph.SR
CHEMOUT: CHEMical complexity in star-forming regions of the OUTer Galaxy. II. Methanol formation at low metallicity
外星系是一个金属量低于太阳的环境,因此,位于内星系和外星系的恒星形成区域的分子的形成和生存预计是不同的。为了了解整个银河系的化学变化,至关重要的是观察银河系外的恒星形成区域,以限制适用于低金属环境的模型。“外星系恒星形成区的化学复杂性”项目旨在解决这一问题,用IRAM 30米望远镜在各种3毫米和2毫米波段观测银河系中心距离高达23千秒差距的35个大质量恒星形成核心样本。在这项工作中,我们分析观察甲醇(CH 3OH),一个最简单的复杂的有机分子的关键有机化学在恒星形成的地区,和两个化学相关的物种,HCO和甲醛(H2 CO),对15的35个目标的CHEMOUT样品。事实上,只考虑了先前在HCO和H2 CO(甲醇的两种前体)中检测到的靶标。我们在所有15个目标中检测到CH 3OH。使用局部热力学平衡的方法,我们得到CH 3OH的激发温度在7 - 16 K和线宽小于4公里/秒的范围内,从一个冷的和静态的信封排放一致。CH 3OH分数丰度w.r.t. H2范围在~0.6 x 10^{-9}和~7.4 x 10^{-9}之间。这些值与在内部和本地星系的恒星形成区域中发现的值相当。我们的研究结果对银河系最外层恒星形成区的有机化学和可能的前生物化学具有重要意义,并有助于确定银河系宜居带的边界。
2022-05-18 astro-ph.GA
From Prestellar to Protostellar Cores II. Time Dependence and Deuterium Fractionation
我们调查的分子演化和D/H丰度比,发展作为恒星形成的收益从致密云核心的原恒星核心,通过求解气体颗粒反应网络应用到1-D辐射流体动力学模型与下落流体包裹。气体和冰地幔物种的空间分布计算在第一个核心阶段,并在一个原恒星诞生后的时间。气相甲醇和甲烷比CO更丰富的半径$r\lesssim 100$ AU在第一个核心阶段,但随着时间的推移逐渐减少,而更大的有机物种的丰度增加。当复杂的有机分子有效地形成时,对于在后期阶段落入的那些流体包裹来说,预热阶段的寿命更长。不饱和碳链的形成(热碳链化学)在后期也更有效;与CH $_4$反应形成碳链的C $^+$随着包膜密度的降低而增加。大的有机分子和碳链是强烈的氘代,主要是由于高的D/H比在母体分子,确定在冷相。我们还扩展了我们的模型,简单地模拟化学拱盘,通过暂停1-D的流体包裹在恒定的磁盘半径的下降。物种CH $_3$ OCH $_3$和HCOOCH $_3$的丰度增加在$10^4-10^5$年在固定的温暖的温度;两者也有很高的D/H比。
2012-10-16 astro-ph.GA
Investigating solid-state CH3OH formation with chemical modelling
Leiden University(莱顿大学);Universität Bonn(波恩大学);University College London(伦敦大学学院);Universidad Nacional de Colombia(哥伦比亚国立大学)
研究通过化学建模探讨了星际冰中甲醇形成过程中自由基-分子H原子抽象反应的作用,并提出H2CO/CH3OH比值可作为诊断工具。
2025-09-26 astro-ph.GA
Complex Organic Molecules in Protostars with ALMA Spectral Surveys (COMPASS) VII. First interstellar detection of fully deuterated methanol
Max-Planck-Institut für Radioastronomie(马克斯·普朗克射电天文研究所);Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik(马克斯·普朗克地外物理研究所);Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Université de Toulouse, CNRS, CNES(图卢兹大学、法国国家科学研究中心、法国国家空间研究中心天体物理学和行星学研究所在);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);Universität Bern(伯尔尼大学);Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所);Seoul National University(首尔大学);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学研究所);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)
本研究利用ALMA的COMPASS巡天数据,在原恒星IRAS4A2中首次探测到完全氘代甲醇CD3OD,揭示甲醇氘代模式,并指出化学模型无法定量再现该模式,凸显氘分馏作为恒星形成过程诊断工具的价值。
2026-10-07 astro-ph.GA
Ubiquity of Methanol and its related Chemical Segregation in Orion Starless Cores: the ALMASOP Sample
Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica(中央研究院天文及天文物理研究所);Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院上海天文台);Nobeyama Radio Observatory, National Astronomical Observatory of Japan, National Institutes of Natural Sciences(日本国立自然科学研究所国家天文台野边山射电天文台);The Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI(综合研究大学院大学);Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI)(韩国天文学与空间科学研究院);University of Science and Technology, Korea (UST)(韩国科学技术院);School of Astronomy and Space Science, Nanjing University(南京大学天文与空间科学学院);Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics (Nanjing University), Ministry of Education(教育部现代天文与天体物理重点实验室(南京大学));Physical Research laboratory(物理研究实验室)
研究通过高分辨率观测揭示了甲醇在无恒星核心中的普遍性及其与CCS、c-C3HD的空间分布差异,强调了环境因素对复杂有机分子分布的影响。
2025-11-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemical fractionation of deuterium in the protosolar nebula
了解恒星形成物体中氘的气体颗粒化学可能有助于解释它们的历史和现状。我们的目的是澄清如何在冰的过程中影响氘分馏。在这方面,我们研究了太阳质量的原恒星信封使用天体化学速率方程模型,认为散装冰化学。结果表明,一般协议的分子D/H丰度比在低质量的原恒星。星前核中冰的积累和颗粒表面HD的快速合成的同时进行的过程阻碍了冰物种的氘化。所观察到的D/H比率非常高,超过10%,即,超氘,甲醛和二甲醚重现,但没有其他物种在原恒星信封阶段。在散装冰的化学转化降低D/H比的冰物种,并没有帮助解释超氘。在原恒星阶段,D2 O/HDO丰度比计算为高于HDO/H2O的比例,由于气相化学。从冰中蒸发的物种具有高的分子D/H比和高的气相丰度。
2017-01-20 astro-ph.GA
Survey of Complex Organic Molecules in Starless and Prestellar Cores in the Perseus Molecular Cloud
该研究对英仙座分子云中35个无星核和恒星前核进行复杂有机分子巡天,发现甲醇和乙醛等广泛存在,使冷核中COM探测统计翻倍,表明COMs在恒星形成前的气体中普遍存在。
2024-08-21 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Digging into the Interior of Hot Cores with ALMA (DIHCA). V. Deuterium Fractionation of Methanol
本研究利用ALMA观测24个大质量恒星形成区,发现其热核中甲醇的氘化低于小质量恒星形成区,模型表明这由冷相持续时间较短及其多样性决定。
2025-03-07 astro-ph.GA
ALMA observations of the Extended Green Object G19.01$-$0.03: II. A massive protostar with typical chemical abundances surrounded by four low-mass prestellar core candidates
利用ALMA和VLA高分辨率观测,发现大质量原恒星MM1具有典型热核化学丰度,周围存在四个低质量前恒星核候选体,并首次探测到NH3脉泽及多种甲醇脉泽,支持其外流与未分辨双星特征。
2023-09-04 astro-ph.GA astro-ph.SR
High resolution study of outflows and chemical environment of First Hydrostatic Core candidate Chamaeleon-MMS1
低质量恒星形成的最早阶段尚不清楚,但有人提出变色龙-MMS 1是候选的第一流体静力核心(FHSC),是星前核心和原恒星核心之间的过渡阶段。这项工作描述了与Chamaeleon-MMS 1相关的局部(~4000 AU)流出活动及其对周围物质的影响,以确定这个年轻的低质量源的演化状态。我们使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)在220 GHz的高空间(~75 AU)和光谱分辨率(0.1-0.3 km/s)下观测Chamaeleon MMS 1。通过与周围云的相互作用检测到低能量外流。外流由两个部分组成,一个是东北方向的宽光谱特征,另一个是东北和西南方向的窄光谱特征。甲醛(H2 CO)的旋转温度计算为50(+/-30)K朝向连续源,具有类似的低温(25-45 K)朝向受流出影响的团块。甲醇(CH 3OH)仅检测到朝向远离连续源的气体团块,其中甲醇预计已通过冲击波中冰溅射的流出能量释放。Chamaeleon-MMS 1显示出外流活动的动力源是一个单一的旋进流出或两个流出的二元系统。虽然分子发射和高流出速度排除了它作为FHSC,流出比其他0类物体检测到的流出能量低,并且朝向连续源的推断气体温度相对较低,这表明Cha-MMS 1是已知最年轻的源之一。
2023-03-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemical evolution of some selected complex organic molecules in low-mass star-forming regions
本研究基于ASAI毫米波段无偏巡天,分析低质量恒星形成区七个演化阶段源中七种COMs的跃迁与丰度,发现除HCCCHO外其丰度随演化上升并在0类阶段达峰,且与源光度相关。
2023-08-20 astro-ph.GA astro-ph.SR
A study of deuterated water in the low-mass protostar IRAS16293-2422
HDO/H2O比率是一个强大的诊断工具,可以帮助我们了解水从恒星形成的第一阶段到行星和彗星形成的演化过程。我们的目标是精确地确定HDO的丰度分布对低质量的原恒星IRAS 16293 -2422和了解更多的水的形成机制,通过确定HDO/H2O丰度比。在CHESS Herschel Key计划的框架内,使用HIFI仪器对IRAS 16293 -2422源进行了光谱调查,从而可以检测到许多HDO线。以前用地面望远镜观察到过其他的跃迁。采用球形蒙特卡罗辐射转移程序RATRAN模拟了HDO的丰度跃变,再现了观测到的谱线轮廓。为了确定整个包层的H2O丰度,对H2- 18 O观测线进行了类似的研究,因为H2O主要同位素线被流出物污染。我们推导出的内部HDO丰度为1.7e-7和外部HDO丰度为8 e-11。为了再现HDO吸收线,有必要在封套前面添加吸收层。它可能对应于由分子云边缘的冰的光解吸作用产生的富含水的层。HDO/H2O比率在热科里诺中约为1.4-5.8%,而在外壳中约为0.2-2.2%。在添加的吸收层中估计约为4.8%。虽然它明显高于宇宙的D/H丰度,但HDO/H2O比率仍然低于在同一来源中观察到的其他氘代分子的D/H比率。从热科里诺和附加吸收层中得出的比率的相似性表明,水是在原恒星引力坍缩之前形成的,而甲醛和甲醇则是在颗粒上的CO分子耗尽后形成的。
2012-02-16 astro-ph.GA
The complex chemistry of hot cores in Sagittarius B2(N): Influence of cosmic-ray ionization and thermal history
随着在星际介质中检测到的复杂有机分子(COM)的数量增加,对这些物质的形成途径进行有意义的限制变得非常重要。分子云SgrB 2(N)是恒星形成早期的几个热分子核心的宿主,在那里检测到气相中的各种COMs。由于SgrB 2(N)暴露在银河系中心区域的极端条件下,因此它是研究环境条件对COMs产生影响的最佳目标之一。我们的主要目标是表征SgrB 2(N)源的物理化学演化,以解释它们的化学差异并限制它们的环境条件。SgrB 2(N)的热核N2、N3、N4和N5的化学成分是通过模拟从ALMA执行的EMoCA成像谱线调查中提取的它们的3 mm发射光谱而导出的。我们推导出的密度分布的包络线的来源的基础上计算的质量从ALMA尘埃连续发射图。我们使用辐射转移程序RADMC-3D计算温度分布的基础上的COM转动温度从人口图。我们使用已发表的高质量恒星形成的三维RMHD模拟结果来估计源属性的时间演化。我们采用的化学代码MAGICKAL计算时间依赖的化学丰度的来源,并调查物理性质和环境条件如何影响生产的COM。我们发现,宇宙射线电离率为7 e-16 s-1的化学模型最好地再现了对SgrB 2(N2-N5)观察到的10个COM相对于甲醇的丰度。我们还表明,COM仍然有效地形成在星前阶段的最低尘埃温度高达15 K的尘埃颗粒,但最低温度高于25 K被排除在外。
2019-06-11 astro-ph.GA