富勒烯行星状星云的红外研究

我们展示了针对 16 个在其 Spitzer 光谱中探测到富勒烯的行星状星云（PNe）的研究。这一大样本对象提供了一个独特的机会，可在不同金属丰度环境下检验富勒烯的形成与存活条件，因为我们分析了银河系内的五个源、大麦哲伦星云（LMC）中的四个以及小麦哲伦星云（SMC）中的七个。在研究的 16 个 PNe 中，我们首次报道了在 PN M 1-60 中探测到 C60（可能还有 C70）富勒烯，以及在 PN K 3-54 中探测到不寻常的 6.6、9.8 和 20 um 特征（可能的平面 C24）。尽管最初用 Spitzer 观测的 PNe 样本中的选择效应可能在统计中起潜在重要作用，但我们发现 C 富 PNe 中富勒烯的探测率随金属丰度的降低而增加（银河系为 5%，LMC 为 20%，SMC 为 44%）。CLOUDY 光致电离模型将观测到的红外流量与有效温度范围相当窄（30,000-45,000 K）的中心星相匹配，表明这些天体具有共同的演化状态和相似的富勒烯形成条件。银河系源中观测到的 C60 强度比证实了我们之前在麦哲伦星云（MCs）中的发现，即富勒烯发射并非由中心星的紫外辐射激发。CLOUDY 模型还表明，谱线和星风遮蔽模型大气可以通过光致电离解释许多观测到的 [NeIII]/[NeII] 比率，这表明可能是中心星的紫外辐射而非激波触发了星周尘埃颗粒的分解。根据现有数据，我们认为 PNe 中富勒烯和石墨烯前驱体形成最可能的解释是：这些分子物种是由具有类似 HAC 尘埃的芳香族和脂肪族结构混合物的碳质化合物的光化学处理构建而成的。