致密分子云中的化学氮分馏
星系天体物理
2020-12-15 v1
摘要
含氮分子在星际介质或太阳系等不同天文环境中呈现出可变的同位素分馏水平。星际化学模型无法在冷分子云中引发氮分馏，因为 15N 的交换反应大多低效。在此，我们开发了一种新的气-冰氮分馏模型，包含对新型氮分馏反应的详尽搜寻，以及对原子在星际尘埃颗粒上耗尽的实际描述。我们表明，虽然致密分子云气相化学单独导致极低分馏，但由于原子氮依赖于质量的颗粒表面黏附率，14N 原子优先从气相耗尽。然而，假设初始 14N/15N 比为 441（等于太阳风值），我们的模型仅对所有在气相中合成的含 N 物种导致较低的 15N 富集，预测 14N/15N 比在 360-400 范围内。更高富集水平既不能由该机制也不能通过化学解释，有两种可能解释。（I）如 Romano 等人近期工作所提示，本地星际介质的初始 14N/15N 比更小，并伴随假想的 15NNH+ 与 15NNH+ 因电子复合速率常数随同位素变化而耗尽。（II）如 Furuya & Aikawa 工作所提示，N2 光解离在光子起重要作用的弥漫分子云中导致可变氮分馏，并在致密分子云形成过程中被保留。
引用
@article{arxiv.2012.07713,
title = {Chemical nitrogen fractionation in dense molecular clouds},
author = {Jean-Christophe Loison and Valentine Wakelam and Pierre Gratier and Kevin M. Hickson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.07713},
year = {2020}
}
备注
21 pages, 3 figures