致密非晶固态水上的真空紫外光脱附：光子能量、同位素与温度效应

覆盖星际尘埃的富水冰幔上的真空紫外（VUV）光脱附，已知在星体与行星形成区的气-冰比中起着重要作用。来自水冰的定量光脱附产率对天体化学模型至关重要。我们旨在首次提供 VUV 下水冰随光子能量变化的光脱附产率。该信息对于理解光脱附机制以及解释星际辐照条件下产率的变化十分重要。实验在 SOLEIL 同步辐射装置的 DESIRS 束线上进行，该束线提供可调谐 VUV 光，并使用 SPICES（表面过程与冰，Surface Processes and ICES）装置。致密非晶固态水冰（H$_2$O 与 D$_2$O）已在 7 至 13.5 eV 范围内被辐照。通过在气相中以质谱检测，获得了样品温度在 15 K 至 100 K 范围内的定量产率。H$_2$O（D$_2$O）、OH（OD）、H$_2$（D$_2$）和 O$_2$ 的光脱附谱在 9–10 eV 附近出现峰值，并在更高能量处下降。15 K 下完整水分子的的平均光脱附产率在 7–13.5 eV 范围内分别为 H$_2$O 5 $\times$ 10$^{-4}$ 分子/光子和 D$_2$O 5 $\times$ 10$^{-5}$ 分子/光子。强烈的同位素效应可由 OH（OD）与 H（D）光碎片之间的差异化化学复合来解释，其源于直接水光解时 OH 光碎片可用动能较低，和/或可能源于电子弛豫过程。预计该效应将在分子云中冰幔积累过程中促成水分馏，并在原行星盘彗星形成区促成贫 OH 的化学环境。除 OH（OD）外所有检测物种的产率在 (70 $\pm$10) K 以上均增强，表明冰在此温度发生重构。