通过非扩散的颗粒表面与冰幔化学在冷星际环境中形成复杂有机分子
星系天体物理
2020-08-19 v1 天体物理仪器与方法
摘要
关于复杂有机分子（COMs）星际产生的一个主流理论涉及在温暖尘埃颗粒表面形成，通过稳定分子在颗粒表面光解产生的自由基的扩散与反应。然而，一些气相含氧 COMs，特别是乙醛(CHCHO)、甲酸甲酯(CHOCHO)和二甲醚(CHOCH)，现已在极低温度被观测到，这对温暖情景提出了挑战。在此，我们在天体化学模型中引入若干新的非扩散机制，以解释标准扩散图像的失败，并提供一个更通用的星际颗粒上 COM 形成情景。针对以下情况给出了新的通用速率公式：(i) 自由基由靠近另一反应物发生的反应形成，产生即时后续反应；(ii) 自由基以激发态形成，使其能克服活化势垒与附近稳定分子反应；(iii) 自由基通过靠近反应伙伴的光解形成，随后立即反应。每个过程均无需大自由基的扩散。新机制显著增强了冷 COM 丰度，成功重现了前恒星核 L1544 的关键观测结果。颗粒表面 COMs 的氢抽取，随后复合，在放大向气相的化学脱附中起着关键作用。UV 诱导化学在体相冰中产生了显著的 COM 丰度，它们保留在颗粒上并可能存续到后期阶段。O 也通过光解在冰幔中强烈形成，表明彗星 O 确实可能是星际的。
引用
@article{arxiv.2006.11127,
title = {Formation of Complex Organic Molecules in Cold Interstellar Environments through non-diffusive grain-surface and ice-mantle chemistry},
author = {Mihwa Jin and Robin T. Garrod},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.11127},
year = {2020}
}
备注
43 pages, 15 figures, Accepted for publication in ApJS