冷前恒星核条件下 CO 加氢产物的反应脱附

在冷前恒星核中天文气相探测到简单物种和小有机分子，其丰度高达 $\sim$$10^{-8}-10^{-9}$ n$_\text{H}$，这与普遍接受的观点——在 $10$ K 时此类物种应完全冻结在颗粒表面——相矛盾。一种导致固态物种向气相净转移的物理或化学机制提供了可能的解释。反应脱附，即物种放热形成后的脱附，是已提出的选项之一。在天文模型中，通过此过程脱附的分子比例被当作自由参数处理，因为量化放热对脱附效率影响的实验研究大体缺失。本工作中，我们呈现一项详细的实验室研究，旨在推导 CO-H$_2$CO-CH$_3$OH 固态加氢反应链中所涉及物种的反应脱附效率的上限。通过利用反射吸收红外光谱以及 CO、H$_2$CO 和 CH$_3$OH 的标定固态带强值，精确考察固态元素碳收支，推导出总体反应脱附比例的上限。我们发现，在 $10$ 至 $14$ K 温度范围内，CO 转化为 CH$_3$OH 时总体元素碳损失的上限为 $0.24\pm 0.02$。这对应于每步加氢的有效反应脱附比例 $\leq$$0.07$，或每个 H 原子诱导反应 $\leq$$0.02$，假设 H 原子加成与抽取反应对等贡献于整个加氢序列上的总体反应脱附比例。讨论了该发现的天文相关性。