星际 pre-stellar 核 L1544 中去质子化氨的统计核自旋比值
摘要
我们确定了 NH2D 和 NHD2 的正/斜 (o/p) 比值,该值对应于典型的星际 pre-stellar 核 L1544。该核通过 APEX 和 IRAM 30 m 望远镜观测到 NH2D 的两个最低旋转线中的正/斜线。使用 APEX 望远镜观测到 NH2D 和 NHD2 的基态线。该核的化学丰度分布通过两种关于质子转移反应的情境进行气相-粒子化学模型预测。其中一种情境即所谓的完全混乱 (full scrambling, FS),允许质子和 deuteron 在分解前完全混合于中间反应复合物;另一种情境则描述这些反应为质子或 deuteron 跳跃 (proton or deuteron hops, PH)。我们还测试了独立于化学模型的假设丰度轮廓。用于模拟从预测和假设的丰度轮廓中观察到的 NH2D 和 NHD2 线的辐射传递计算。我们的建模工作表明,在相同光束和同一光谱仪器波段中观测到 NH2D 和 NHD2 的基态线是测量 o/p 比值最可靠的探针。使用 PH 反应方案的模拟系统地与观测结果良好吻合,而 FS 模型的模拟则表现较差。使用作为气体密度函数的断开幂律丰度轮廓进行的模拟,其自旋比值接近 PH 情境的预测:o/p-NH2D=2.85+-0.05, o/p-NH2D=2.10+-0.06 (1 sigma)。PH 惥况下预测的 o/p 比值对应于核自旋统计权重:即 o/p-NH2D=3, o/p-NHD2=2。鉴于 H 与 D 原子在粒子表面上的加入反应也导致这些比值,有理由假设星际氨及其去质子化形式的自旋比值在一般情况下等于其统计值。
引用
@article{arxiv.2507.04825,
title = {Statistical nuclear spin ratios of deuterated ammonia in the pre-stellar core L1544},
author = {Jorma Harju and Paola Caselli and Olli Sipilae and Silvia Spezzano and Arnaud Belloche and Luca Bizzocchi and Jaime Pineda and Elena Redaelli and Friedrich Wyrowski},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.04825},
year = {2025}
}
备注
Accepted for publication in Astronomy & Astrophysics, Fig. 5 with misplaced plots corrected in this version