Межзвездный формальдегид

редактировать

Межзвездный формальдегид (тема, имеющая отношение к астрохимии ) был впервые обнаружен в 1969 году Л. Снайдером. и другие. с помощью Национальной радиоастрономической обсерватории. Формальдегид (H2CO) был обнаружен посредством вращательного перехода 1 11 - 1 10 основного состояния на частоте 4830 МГц. 11 августа 2014 года астрономы впервые опубликовали исследования с использованием большой миллиметровой / субмиллиметровой матрицы Атакамы (ALMA), в которых подробно описано распределение HCN, HNC <96.>и пыль внутри комы комет C / 2012 F6 (Lemmon) и C / 2012 S1 (ISON).

Содержание
  • 1 Первоначальное открытие
  • 2 Межзвездные реакции
  • 3 Важность наблюдения
  • 4 Спектр вращения
  • 5 Ссылки
  • 6 Источники
Первоначальное открытие

Формальдегид был впервые обнаружен в межзвездном пространстве в 1969 году Л. Снайдером и др. с помощью Национальной радиоастрономической обсерватории. H 2 CO был обнаружен посредством вращательного перехода 1 11 - 1 10основного состояния на частоте 4830 МГц.

Формальдегид был первой полиатомной органической молекулой, обнаруженной в межзвездной среде, и с момента его первоначального обнаружения его наблюдали во многих регионах галактики. Было определено, что изотопное отношение [C] / [C] составляет около или меньше 50% в галактическом диске. Формальдегид был использован для отображения кинематических характеристик темных облаков, расположенных около пояса Гулда местных ярких звезд. В 2007 году была обнаружена первая мазерная вспышка H 2 CO 6 см . Это была кратковременная вспышка в IRAS 18566 + 0408, которая произвела профиль линии, соответствующий суперпозиции двух гауссовых компонент, что наводит на мысль, что событие вне мазерного газа инициировало одновременные вспышки в двух разных местах. Хотя это была первая обнаруженная мазерная вспышка, мазеры H 2 наблюдались с 1974 года Даунсом и Уилсоном в NGC 7538. В отличие от OH, H 2 O и CH 3 ОН, только пять областей галактического звездообразования имеют ассоциированное мазерное излучение формальдегида, которое наблюдалось только при переходе 1 10 → 1 11.

Согласно Согласно Araya et al., H 2 CO отличаются от других мазеров тем, что они слабее, чем большинство других мазеров (таких как OH, CH 3 OH и H 2 O) и были обнаружены только около очень молодых массивных звездных объектов. В отличие от OH, H 2 O и CH 3 OH, только пять областей галактического звездообразования имеют ассоциированное мазерное излучение формальдегида, которое наблюдалось только через 1 10 → 1 11 переход. В связи с широким интересом к межзвездному формальдегиду, он недавно был тщательно изучен, в результате были обнаружены новые внегалактические источники, включая NGC 253, NGC 520, NGC 660, NGC 891, NGC 2903, NGC 3079, NGC 3628, NGC 6240, NGC 6946, IC 342, IC 860, Arp 55, Arp 220, M82, M83, IRAS 10173 + 0828, IRAS 15107 + 0724 и IRAS 17468 + 1320.

Межзвездные реакции

Газофазная реакция, при которой образуется формальдегид, обладает небольшими барьерами и слишком неэффективна, чтобы производить наблюдаемое изобилие формальдегида. Один из предложенных механизмов образования - это гидрирование льда CO, показанное ниже.

H + CO → HCO + H → H 2 CO (константа скорости = 9,2 * 10 с)

Это основной производственный механизм, ведущий к H 2 CO; Согласно Дэвиду Вуну, на каждом этапе реакции происходит несколько побочных реакций, основанных на природе льда на зерне. Представленная константа скорости относится к гидрированию CO. Константа скорости гидрирования HCO не была предоставлена, поскольку она была намного больше, чем у гидрирования CO, вероятно, потому, что HCO является радикалом. Awad et al. упомянуть, что это реакция только на поверхностном уровне и в расчетах учитывается только монослой; это включает поверхность внутри трещин во льду.

Формальдегид относительно неактивен в химии газовой фазы в межзвездной среде. Его действие в основном сосредоточено в химии поверхности зерен на пылинках в межзвездных облаках. Наблюдались реакции с участием формальдегида с образованием молекул, содержащих связи C-H, C-O, O-H и C-N. Хотя эти продукты не обязательно хорошо известны, Schutte et al. считают, что это типичные продукты реакций формальдегида при более высоких температурах, например, полиоксиметилен, метаноламин, метандиол и метоксиэтанол (см. Таблицу 2). Формальдегид считается первичным предшественником для большей части сложного органического материала в межзвездной среде, включая аминокислоты. Формальдегид чаще всего реагирует с NH 3, H 2 O, CH 3 OH, CO и самим H 2 CO. Три доминирующих реакции показаны ниже.

H2CO + NH 3 → амин (когда [NH 3 ]: [H 2 CO]>.2)
H2CO + H 2 O → диолы (всегда преобладают как [H 2 O]>[H 2 CO])
H2CO + H 2 CO → [-CH 2 -O-] n (катализируется NH 3, когда [NH 3 ]: [H 2 CO]>.005)

Для этих реакций нет доступных кинетических данных, поскольку вся реакция не проверена или хорошо изучена. Считается, что эти реакции происходят во время разогрева льда на зернах, в результате чего молекулы высвобождаются для реакции. Эти реакции начинаются при температурах 40–80 К, но могут происходить и при более низких температурах.

Обратите внимание, что многие другие реакции перечислены в базе данных UMIST RATE06.

Важность наблюдения

Формальдегид, по-видимому, полезный зонд для астрохимиков из-за его низкой реакционной способности в газе. фазе и тому факту, что K-дублетные переходы 1 10 - 1 11 и 2 11 - 2 12 достаточно четкие. Формальдегид использовался во многих сферах и для исследования многих систем, в том числе

  • Определение отношения [C] / [C] в галактическом диске меньше 50.
  • Картирование кинематических характеристик темные облака расположены около пояса Гулда местных ярких звезд. Определение лучевых скоростей этих облаков приводит Сандквист и др. полагать, что облака участвуют в расширении локальной системы газа H и ярких звезд.
  • Определение температуры молекулярного образования по соотношению орто- / пара- H 2 CO. H 2 CO является хорошим кандидатом для этого процесса из-за почти нулевой вероятности превращения ядерного спина в газовой фазе протозвездной среды.
  • Определение пространственной плотности H 2 и плотная масса газа в нескольких галактиках с различной светимостью (список галактик см. В разделе «Последующие открытия»). Рассчитанные пространственные плотности лежали в диапазоне от 10 до 10 см, а рассчитанные массы плотного газа находились в диапазоне от 0,6x10 до 0,77x10 солнечных масс. Mangum et al. заметил, что галактики с более низкой инфракрасной светимостью имеют более низкие массы плотного газа и что это кажется реальной тенденцией, несмотря на небольшой набор данных.
Вращательный спектр
Вращательный спектр H 2 CO при колебательный уровень основного состояния при 30 К. Диаграмма уровней вращательной энергии H 2 CO при 30 К, показанная с орто / пара-расщеплением.

Выше показан спектр вращения при колебаниях в основном состоянии уровень H 22 2 20 CO при 30 К. Этот спектр был смоделирован с использованием Pgopher и констант вращения S-Reduction от Muller et al. Наблюдаемые переходы представляют собой K-дублетные переходы 6,2 см 1 11 - 1 10 и 2,1 см 2 12 - 2 11. Справа - диаграмма уровней вращательной энергии. Орто / пара-разделение определяется четностью K a, орто, если K a нечетно, и para, если K a четно.

Ссылки
Источники
  • Woon, DE 2002, Astrophysical Journal, 569, 541
  • Tudorie, M. et al. 2006, Astronomy and Astrophysics, 453, 755
  • Muller, H. S. P. et al. 2000, Журнал молекулярной спектроскопии, 200, 143
  • S. Brunken et al. 2003, Physical Chemistry Chemical Physics, 5, 1515
  • W. A. Schutte et al. 1993, Science, 259, 1143
  • W. A. Schutte et al. 1993, Icarus, 104, 118
Последняя правка сделана 2021-05-24 05:21:27
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте