混合 CO、H2CO 和 CH3OH 冰中的 H 原子加成与夺氢反应：复杂有机分子形成的扩展视角

复杂有机分子（COMs）不仅在低质量和高质量原恒星周围的热核中被观测到，也在冷暗云中被发现。因此，理解这些物种如何在没有内嵌能量源的情况下形成是很有意义的。我们展示了关于三种复杂分子——甲酸甲酯 (HC(O)OCH3)、乙醇醛 (HC(O)CH2OH) 和乙二醇 (H2C(OH)CH2OH)——在低温固态下形成的新实验室实验。这些分子是通过在 15 K 下，于 CO-H2CO-CH3OH 氢化网络的不同阶段，由 H 原子加成和夺氢反应形成的自由基重组而产生的。这些实验扩展了之前的 CO 氢化研究，旨在模拟暗分子云中 CO 冻结阶段典型的物理和化学条件，此时 H2CO 和 CH3OH 通过吸积的 CO 分子与 H 原子在冰颗粒上的重组而形成。我们确认，H2CO 一旦通过 CO 氢化形成，不仅通过持续的 H 原子加成反应生成 CH3OH，还会经历 H 原子诱导的夺氢反应，再次生成 CO。类似地，H2CO 也在涉及 CH3OH 的夺氢反应中形成。主要的甲醇 H 原子夺氢产物预计是 CH2OH，而对 H2CO 的 H 原子加成至少应部分通过 CH3O 中间自由基进行。冰幔中 H 原子夺氢反应的发生，产生了比先前仅假设顺序 H 原子加成反应时更多的活性中间体（HCO、CH3O 和 CH2OH）。这增强了通过自由基-自由基重组形成 COMs 的概率，而无需紫外光解或宇宙线作为外部触发。