中等尺寸富勒烯作为星际 PAH 的降解产物
星系天体物理
2021-07-07 v1
摘要
多环芳香烃（PAHs）的高星际丰度及其尺寸分布是涉及尘埃、紫外辐射和主气态组分（H、C+ 和 O）的复杂化学过程的结果。这些过程必须解释弥漫星际介质（ISM）中相对较小的 PAHs 的高丰度，并意味着持续形成足够小（碳原子数 NC ≲ 35-50）以被星际紫外辐射完全去氢的一些 PAHs。由此形成的碳簇 Cn 持续暴露于 ~10-13.6 eV 紫外光子的吸收，允许异构化并有利于形成最稳定的异构体。它们可能倾向于形成不规则碳笼。星际 C+ 离子的频繁吸积可能有利于进一步的笼异构化，正如实验室中对 C60 所知，可能产岀最稳定的富勒烯，如 C40、C44 和 C50。这些富勒烯预计在弥漫 ISM 中非常稳定，因为单次紫外光子吸收不可能发生 C2 弹出，而可能需要罕见双光子吸收。至少这些富勒烯之一或其阳离子在弥漫 ISM 中与 C60 或 C60+ 一样丰裕是可能的，尽管该丰度受到观测中红外光谱中缺乏匹配特征的观测限制。对 40 ≲ NC ≲ 50 的若干富勒烯异构体的可见光谱的 B3LYP 计算表明，它们通常在可见范围有若干谱带，f 值处于几乘 10^-2 的范围。这可能使此类富勒烯成为某些弥漫星际带载体的有趣候选者。
引用
@article{arxiv.2107.00300,
title = {Intermediate-size fullerenes as degradation products of interstellar PAHs},
author = {A. Omont and H. F. Bettinger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.00300},
year = {2021}
}