H2O、CO2 与 NH3 彰星冰类的 CO 与 N2 产物
地球与行星天体物理
2026-04-06 v1 天体物理仪器与方法
太阳与恒星天体物理
化学物理
摘要
碳氧化物 (CO) 和分子氮 (N2) 等超挥发性物种已在彗星中检测到，可用于约束彗星形成温度条件的模型（若其存在源于冻结和/或囊禁）。本文则探讨彗星超挥发性物质的另一合理来源：较不挥发性物质的光解。我们对 CO2、NH3、H2O:CO2、H2O:NH3 和 H2O:CO2:NH3 彗星冰类经历紫外线 (UV) 辐照和电子轰击后 CO 与 N2 形成的机制进行表征。我们发现，在 10 K 至 100 K 的温度范围内，所有光加工的冰中均形成 CO 和 N2，结果相对于水的 CO 与 N2 分别为 0.4-0.9% 与 0.03-0.7%，且 CO/CO2 与 N2/NH3 混合比为 2.5-62% 与 0.7-9%。由于我们的初始冰 reasonably 匹配于星际冰，且使用类似暗云的 UV 曝露，我们可直接将结果比对于彗星丰度。此比较表明，只有少数 CO 观测在光解解释下易于解释，而几乎所有观察到的彗星 N2 均可通过嵌入水冰中的 NH3 光解解释。后者也与 67P 中 N2 与 NH3 类似的升高同位素比例相符。综合而言，本文结果表明，当推断彗星形成位置时，N2/H2O 比例小于 1% 的情况应谨慎对待，而许多彗星中看到的更大量的 CO 丰度确实可能意味着在低温冰的囊禁。
引用
@article{arxiv.2604.03207,
title = {CO and N2 Produced from H2O, CO2, and NH3 Cometary Ice Analogs},
author = {Alexandra McKinnon and Alexia Simon and Michelle R. Brann and Elettra L. Piacentino and Karin I. Oberg and Mahesh Rajappan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.03207},
year = {2026}
}
备注
Accepted for ApJ