甲烷含 ice 混合物的红外光谱：为 JWST 数据分析提供参考

背景。固态甲烷 (CH$_4$) 是星际和行星环境中的重要分子，作为复杂有机化合物的前体物，亦是系外行星中潜在生物标志物。在 10 K 以下的低温相态下，甲烷的实验数据仍显稀缺。目的。我们获得了甲烷在二元混合物中的 10 K 与 6.7 K 的光谱，并与纯甲烷在相同温度下的光谱进行比较。这些温度分别对应纯甲烷的相 II 与相 II*，且代表暗分子云和早期阶段的原星云。方法。通过傅里叶变换红外光谱法以透射模式获取实验参考光谱。采用加权 $\chi^2$ 最小化进行拟合。结果。我们提供了 6.7 K 与 10 K 下纯甲烷及其与甲烷的二元混合物的红外光谱，包含 CH$_4$:H$_2$O、CH$_4$:CO$_2$、CH$_4$:CH$_3$OH 与 CH$_4$:NH$_3$。这些混合物的光谱强度比常用的 10 K 纯甲烷基准值高出约 20%。我们还测试了所得光谱能否用于解析开放的 JWST 数据，探测甲烷在 B335 中的空间分布。我们还提供了关于甲烷相 II* 与相 II 之间相变的额外实验。结论。我们的结果揭示了非 H$_2$O 环境下甲烷的独特光谱特征，使 JWST 观测的解释更为准确。该光谱数据集已公开于 Zenodo，可用于拟合 JWST 数据。