星际冰中水与甲醇之间的氢同位素交换
太阳与恒星天体物理
2015-12-02 v1
摘要
热核中气相分子的氘分馏被认为反映了星际冰的成分。然而，甲醇的氘代是一个主要难题，因为标准尘埃化学模型预测同位素比值[CH2DOH]/[CH3OD]等于3，但在低质量hot corinos中该值远大于此（~20），而在高质量hot cores中则显著更低（~1）。目前尚不理解低质量与大质量原恒星之间甲醇氘代的这种二分性。在本研究中，我们报道了一个发生在星际尘埃冰幔中的氘化学的简化速率方程模型。我们将该模型应用于hot corinos和hot cores的化学，分别以IRAS 16293-2422和Orion~KL Compact Ridge为原型。该化学基于低温下的统计初始氘代，随后是一个升温阶段，在此期间水和甲醇之间发生热氢/氘（H/D）交换。交换动力学利用实验室数据纳入。研究发现，由于甲醇的羟基（-OH）官能团与水之间的H/D交换平衡，[CH2DOH]/[CH3OD]比值与水D/H比成反比。我们的模型能够重现观测到的[CH2DOH]/[CH3OD]比值，前提是原始水冰分馏[HDO]/[H2O]在IRAS 16293-2422中约为2%，在Orion~KL中约为0.6%。我们得出结论，hot cores中测量的分子D/H比可能不能代表原始冰幔，因为具有可交换氘原子的分子在升温阶段可以与水冰达到平衡。
引用
@article{arxiv.1511.00894,
title = {Hydrogen isotope exchanges between water and methanol in interstellar ices},
author = {A. Faure and M. Faure and P. Theulé and E. Quirico and B. Schmitt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.00894},
year = {2015}
}
备注
11 pages, 6 figures, accepted in Astronomy and Astrophysics