星际多环芳烃的碳沉积与脱附
星系天体物理
2025-05-14 v2
摘要
本文针对星际介质（ISM）中多环芳烃（PAHs）的化学问题，提出两个关键问题：i）在C+离子高效沉积 onto PAHs之后，碳如何从PAHs返回星际气体；ii）PAHs对在紫外光照射区域观察到的小碳分子高丰度的贡献。基于PAHs及其阳离子与原子碳构成的各种异构体的结构与稳定性来回答这些问题。通过B3LYP/6-311+G**计算研究了腐苯的碳复杂体，以确定C+和C复杂体与更大环化PAHs的行为，这些PAHs被认为在ISM中占主导。[C-coronene]+阳离子的最稳定形态包括7C和4C环、CH键中的C+插入以及带有短外侧cumulene链的5C环；中性[C-coronene]亦如此。随后，类似复杂体的演化在紫外光和H原子作用下讨论了扩散云中的PAH大小。尽管这种处理复杂，但似乎可能对于小型PAHs，这些复杂体通过反复光解离有效失去一个C2H2分子。然而，这一结论需要通过识别反应路径和计算活化能来确认。较大[C-PAH]复杂体的演化情况不太明确。该处理可能至少在扩散ISM中解释了C+和PAHs之间的平衡。从PAH催化形成C2H2是扩散云中小碳分子化学的关键输入。C+沉积可能频繁形成含有周围五元环的稳定PAHs，这些PAHs构成星际PAHs的重要部分。
引用
@article{arxiv.2502.06248,
title = {Carbon accretion and desorption by interstellar polycyclic aromatic hydrocarbons},
author = {Alain Omont and Holger F. Bettinger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.06248},
year = {2025}
}