高能星际同分异构体：G+0.693-0.027 分子云中的顺式-N-甲基甲酰胺
星系天体物理
2025-09-16 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
复杂有机分子的同分异构现象为星际介质（ISM）的形成机制和物理条件提供了关键见解。在 CHNO 同分异构体中，目前仅在太空中探测到乙酰胺和反式-N-甲基甲酰胺（trans-NMF）。近期在其他化学族中探测到更高能异构体，引发了关于较不稳定异构体的形成与丰度的问题。我们利用 Yebes 40 m 和 IRAM 30 m 望远镜获得的超灵敏宽带光谱巡天，在银河系中心分子云 G+0.693-0.027 中搜寻顺式-NMF。我们首次在 ISM 中探测到了顺式-NMF，包含 55 条无重叠或轻微重叠的跃迁线，其中 44 条是基于外推光谱数据新识别的跃迁。由于缺乏碰撞速率系数，我们使用了一种将跃迁分为不同 K 阶梯的准非 LTE 分析来确定激发条件。由此得到的 trans/cis-NMF 异构体比率为 2.90.6，显著偏离热力学预期，表明动力学非平衡过程和立体特异性化学路径是该环境中顺式-NMF 形成的原因。顺式-NMF 的探测扩展了已知的星际 CHNO 异构体清单，并挑战了异构体丰度与热力学稳定性严格相关的假设。实验室和理论研究提出了通过 CHNCO 加氢或涉及 CH 和 NHCHO 的自旋禁戒反应的形成途径，但这些可能无法反映典型的 ISM 条件。这一发现凸显了进一步研究异构化机制的必要性，并约束了复杂有机分子的天体化学模型。
引用
@article{arxiv.2509.12097,
title = {High-energy interstellar isomers: cis-N-methylformamide in the G+0.693-0.027 molecular cloud},
author = {S. Zeng and V. M. Rivilla and M. Sanz-Novo and M. Melosso and I. Jiménez-Serra and L. Colzi and A. Megías and D. San Andrés and A. López-Gallifa and A. Martínez-Hernares and S. Martín},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.12097},
year = {2025}
}
备注
10 pages, 2 figures, 2 tables. Accepted for publication in A&A