彗星中 HCN 与 CH$_3$OH 的发射：Onsala 20 米望远镜观测与辐射转移建模

本工作的目的是表征近期彗星中 HCN 与 CH$_3$OH 的发射。我们使用 Onsala 20 米望远镜，在 2016 年 12 月至 2019 年 11 月期间，对 11 颗近期且大多明亮的彗星样本搜寻 HCN 的毫米波跃迁。此外，还在两颗彗星中搜寻了 CH$_3$OH。HCN 样本包含星际彗星 2I/Borisov。对于短周期彗星 46P/Wirtanen，我们能在约一个月的时间跨度内监测 HCN 发射的变化。我们对观测到的分子发射进行了辐射转移建模，并纳入了由分子释气引起的时间依赖效应。在 6 颗彗星中探测到了 HCN，其中 2 颗为短周期彗星，4 颗为长周期彗星。在 46P/Wirtanen 中探测到 6 个甲醇跃迁，使我们能够确定气体动力学温度。根据观测，我们利用时间依赖辐射转移建模确定了分子产率。对于 5 颗彗星，结合其他研究中采用的同期水产率 $Q_\mathrm{H_2O}$，我们确定 HCN 混合比接近 0.1%。在我们对 46P/Wirtanen 的监测观测中该 HCN 混合比也同样典型，但我们注意到在日尺度上偏差可达 0.2%，这可能表明释气活动存在短时变化。根据我们对彗星彗发的辐射转移建模，当 $Q_\mathrm{H_2O}$ 约为 $2\times 10^{28}\,\mathrm{mol\, s^{-1}}$ 时，时间依赖效应对 HCN 能级布居的影响约为 5–15%。对于 $Q_\mathrm{H_2O}$ 较低的彗星，该效应可能相对更强。时间依赖效应的确切细节取决于中性碰撞与电子碰撞的数量、辐射抽运以及自发速率系数等分子参数。