H2在硅酸盐尘埃表面的正氢到仲氢核自旋快速转换

Masashi Tsuge; Toshinobu Namiyoshi; Kenji Furuya; Tomoya Yamazaki; Akira Kouchi; Naoki Watanabe

doi:10.3847/1538-4357/abd9c0

H2在硅酸盐尘埃表面的正氢到仲氢核自旋快速转换

星系天体物理 2021-03-10 v1

作者: Masashi Tsuge , Toshinobu Namiyoshi , Kenji Furuya , Tomoya Yamazaki , Akira Kouchi , Naoki Watanabe

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摘要

H2分子具有两种核自旋异构体，即所谓的正氢(ortho)和仲氢(para)异构体。这些态之间的核自旋转换(NSC)在气相中是禁戒的。最低正氢态与仲氢态之间的能量差高达14.7 meV，对应于约170 K。因此，H2的每种态不仅不同地影响空间中的化学过程，还影响宏观气体动力学，进而H2的正氢与仲氢丰度比(OPR)对各种天文现象具有显著影响。长期以来，在尘埃颗粒上形成时新生H2的OPR一直被假定为统计值3，并在周围温度的气相中逐渐达到平衡。最近，实验揭示H2的NSC在水冰上于极低温下发生，从而被纳入气-尘化学模型。然而，H2分子应在尘埃颗粒被水冰包覆之前就已形成。关于在冰幔形成前H2的OPR在裸露硅酸盐尘埃上如何表现的信息尚属缺乏。若OPR甚至在天文上有意义的时间尺度内于裸露硅酸盐表面发生变化，了解H2的OPR所产生的影响是十分必要的。我们报道了在高达18 K温度下，物理吸附于非晶态硅酸盐(Mg2SiO4)上的H2的NSC的首次实验室测量。发现该转换发生得非常迅速。

关键词

核自旋转换正氢-仲氢比 H2 硅酸盐尘埃水冰天体化学实验室天体物理

引用

@article{arxiv.2101.02357,
  title  = {Rapid ortho-to-para nuclear spin conversion of H2 on a silicate dust surface},
  author = {Masashi Tsuge and Toshinobu Namiyoshi and Kenji Furuya and Tomoya Yamazaki and Akira Kouchi and Naoki Watanabe},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2101.02357},
  year   = {2021}
}

备注

34 pages, 10 figures, 1 table; Accepted for publication in ApJ

H2在硅酸盐尘埃表面的正氢到仲氢核自旋快速转换

摘要

关键词

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