原子碳冻结触发的水富冰上星际复杂有机分子的形成
星系天体物理
2023-10-24 v1 化学物理
摘要
星际碳原子（C）在水主导冰面上的反应性是从而形成星际复杂有机分子（iCOMs）的可能途径之一。本工作中，我们报道了 C（P）与冰水分子耦合反应的量子化学研究，以及其与最丰富的闭壳层冻结物种（NH、CO、CO 和 H）、原子（H、N 和 O）和分子自由基（OH、NH 和 CH）可能的后续反应。我们发现 C 与水分子自发反应，形成 C-OH，一种因其三重电子态而高度活泼的物种。虽然与闭壳层物种的反应未显示任何反应性，但与 N 和 O 的反应分别形成 CN 和 CO，后者在后续氢化后最终生成甲醇。与 OH、CH 和 NH 的反应在后续氢化后分别形成甲二醇、乙醇和甲亚胺。我们还对实验中通过冰存在下 H 加至 C 所观测到的甲烷形成提出了解释。本工作的天体化学意义为：i）水冰上的原子 C 被锁定于 C-OH 中，使得裸 C 原子在冰表面的反应性变得困难，这与当前天体化学模型的假设相反；ii）C-OH 的非凡反应性以非能量方式提供了通向 iCOMs 形成的新路径，特别是乙醇——其在气相中作为其他 iCOMs 之母。
引用
@article{arxiv.2310.14831,
title = {Formation of interstellar complex organic molecules on water-rich ices triggered by atomic carbon freezing},
author = {Stefano Ferrero and Cecilia Ceccarelli and Piero Ugliengo and Mariona Sodupe and Albert Rimola},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.14831},
year = {2023}
}