星际深光电离所致环状-C3H2与链状-C3的天文生成

利用第一性原理量子化学计算分析了小尺寸多环芳烃(PAH)的天文演化机制。起始模型分子为苯(C6H6)，其因星际高速质子撞击产生碳空位而转变为(C5H5)。在年轻恒星周围的原行星盘中，分子会受到高能光子照射并电离为阳离子-(C5H5)。计算表明，从中性到三阳离子，分子保持原有构型。在第六阳离子阶段，出现了令人惊讶的环状-C3H2的生成，其为最小的 PAH。天文环状-C3H2 已被射电天文观测所确认。环状-C3H2 的深光电离带来连续的分子变化。中性和单阳离子保持环状构型。在双阳离子阶段，分子转变为脂肪链状-C3H2。最终，链状-C3H2 分解为纯碳链状-C3 和两个氢原子。将这些分子的计算红外光谱应用于 Herbig Ae 年轻星的观测光谱。观测红外光谱可部分由小分子解释。同时，应用较大分子如 (C23H12)2+ 或 (C12H8)2+ 获得了极好吻合。红外观测适用于较大分子，射电天文适用于较小不对称分子。需注意，引入两种天文现象即空位诱导分子变形与深光电离，可以自然方式识别这些分子。