冰河时代：Cha-MMS1 的化学-动力学建模以预测 JWST 可探测的新固相物种

化学模型和实验表明，星际尘埃颗粒及其冰幔在复杂有机分子（COMs）的产生中起着重要作用。迄今为止，在星际介质（ISM）中确切探测到的最复杂固相分子是甲醇，但詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）或许能够识别更大的有机物种。在本研究中，我们使用耦合的化学-动力学模型来预测 JWST 在年轻恒星形成核 Cha-MMS1 方向可探测的新候选物种，将气-粒化学动力学代码 MAGICKAL 与使用 Athena++ 的一维辐射流体动力学模拟相结合。借助该模型，相对于水的主要冰成分在核中心处的相对丰度与典型观测值吻合良好，为探索冰化学提供了坚实基础。六种含氧 COMs（乙醇、二甲醚、乙醛、甲酸甲酯、甲氧基甲醇和乙酸）以及甲酸，相对于水冰的丰度高达或超过 0.01%。基于建模的冰成分，我们合成红外光谱以诊断新冰物种的可探测性。与主要冰成分相比，COMs 对红外吸收带的贡献较小，且利用 JWST NIRCAM/无缝宽场 slitless 光谱（2.4–5.0 微米）在 Cha-MMS1 核中心识别 COM 冰的可能性不大。然而，在固相 COM 丰度相对于水冰柱密度超过 1% 的富 COM 环境中，MIRI 观测（5–28 微米）可能揭示 COMs 独特的冰特征。