双13C取代乙基氰的光谱学研究与天文探测
摘要
我们使用 ALMA 在 84 至 114 GHz 频段对人马座 B2(N)（Sagittarius B2(N)）开展了名为 EMoCA 的谱线巡天。在热分子核 Sgr B2(N2) 观测到的乙基氰(ethyl cyanide)主同位素物种及其单13C取代同位异构体的谱线强度表明，双13C取代同位异构体也应当可被探测到。我们旨在确定乙基氰全部三种双13C取代同位素体的谱学参数，以便在我们的 ALMA 数据中搜寻它们。我们研究了这三种物种在 150 至 990 GHz 间的实验室转动光谱。我们在 Sgr B2(N2) 的 ALMA 光谱中搜寻这些物种产生的发射谱线。我们假设局部热力学平衡，对它们的发射以及 12C 和单13C取代同位素体的发射进行了建模。我们在实验室中为这三种同位异构体各自识别了超过 5000 个转动跃迁，涉及超过 3500 个不同的跃迁频率。量子数达到 J ~ 115 和 K_a ~ 35，从而获得了精确的谱学参数，以及对任一同位素体强到中等偏弱跃迁超过 1000 GHz 的精确静止频率计算。所有三种物种在我们的 ALMA 数据中均被明确探测到。含一个 13C 原子的同位异构体与含两个 13C 原子的同位异构体的 12C/13C 柱密度比约为 25。乙基氰是继甲基氰之后第二种在星际介质中确凿探测到含两个 13C 原子的同位素的分子。我们的乙基氰数据模型表明，在当前的 ALMA 数据中，我们应当能够探测到主物种的振动卫星谱线，至少到 1130 K 下的 v_19 = 1，以及单13C原子同位素体在 600 K 下的 v_13 + v_21 = 2。此类卫星谱线对于双13C原子同位素体可能过于微弱而无法明确辨认。
引用
@article{arxiv.1604.03256,
title = {Spectroscopic study and astronomical detection of doubly 13C-substituted ethyl cyanide},
author = {L. Margulès and A. Belloche and H. S. P. Müller and R. A. Motiyenko and J. -C. Guillemin and R. T. Garrod and K. M. Menten},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.03256},
year = {2016}
}
备注
accepted for publication in A&A