强紫外辐射气体中的复杂有机分子
摘要
我们研究了强紫外辐射的星际分子气体中复杂有机分子（COMs）的存在。我们使用 IRAM30m 望远镜对 Orion Bar 光解离区（PDR）边缘、靠近 H2 解离前缘的位置进行了完整的毫米波谱线巡天，该位置受到极强的远紫外（FUV）辐射场照射。这些观测辅以 0.9 mm 波段 H2CO 5(1,5)-4(1,4) 和 C18O 3-2 发射的 8.5 角秒分辨率图谱。尽管环境恶劣，我们探测到了来自 COMs 及其相关前体分子的 250 多条谱线：H2CO、CH3OH、HCO、H2CCO、CH3CHO、H2CS、HCOOH、CH3CN、CH2NH、HNCO、H13-2CO 和 HC3N（按丰度递减顺序排列）。对于每个分子，大量探测到的谱线使我们能够精确约束其转动温度（Trot）和柱密度（N）。由于部分 COMs（如分别为对称陀螺和非对称陀螺分子的 CH3CN 和 H2CO）的亚热激发和复杂光谱，正确确定 N 和 Trot 需要分别构建其转动阶梯的转动布居图。我们还为一些原本预期存在但在 PDR 边缘未明确探测到的化学相关分子（HDCO、CH3O、CH3NC、CH3CCH、CH3OCH3、HCOOCH3、CH3CH2OH、CH3CH2CN 和 CH2CHCN）提供了准确丰度上限。对已知碰撞速率系数的分子进行的非 LTE LVG 激发分析表明，部分 COMs 来自不同的 PDR 层，但我们无法在空间上分辨它们。特别是，H2CO 和 CH3CN 存在于直接暴露于强 FUV 通量的扩展气体中（Tk = 150-250 K 且 Td > 60 K），而 CH3OH 仅来自更受屏蔽的 PDR 内部更致密且更冷的气体团块（Tk = 40-50 K）。我们发现了 HCO/H2CO/CH3OH = 1/5/3 的丰度比。这些比值与热核和激波中推断出的比值不同。
引用
@article{arxiv.1705.06612,
title = {Complex organic molecules in strongly UV-irradiated gas},
author = {S. Cuadrado and J. R. Goicoechea and J. Cernicharo and A. Fuente and J. Pety and B. Tercero},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.06612},
year = {2017}
}
备注
29 pages, 22 figures, 17 tables. Accepted for publication in A&A (abstract abridged)