星际云中水的正仲比

利用格勒诺布尔阿尔卑斯大学天体化学网络(UGAN)研究了星际水的核自旋化学。该网络包含涉及碳、氮、氧和硫的氢化物及其氘代物不同核自旋态的反应，以及至多七个质子的反应在混合假设下的核自旋选择定则。在代表暗分子云稳态条件以及前恒星核引力坍缩早期阶段的条件下，计算了气相水和水离子(H$_2$O$^+$与H$_3$O$^+$)的丰度与正仲比(OPRs)。模型考虑了分子在晶粒上的冻结、简单的晶粒表面化学以及宇宙射线诱导和冰的直接解吸。预测OPRs显著偏离热值与统计值，且在温度低于$\sim$30~K时与温度无关。H$_2$O的OPR被证明介于1.5与2.6之间，取决于H$_2$的自旋态，与在具有较高消光的半透光云中导出的值吻合良好。在前恒星核坍缩计算中，H$_2$O的OPR在严重耗尽区域($n_{\rm H}> 10^7$~cm$^{-3}$)达到统计值3。我们得出结论：低水OPR($\lesssim 2.5$)与气相离子-中性化学一致，并反映OPR(H$_2)\lesssim 1$的气体。最后讨论了原行星盘和彗星中可用的OPR测量值。