新疆天文臺在冷云核復(fù)雜有機分子形成理論研究中取得進展

　　中國科學(xué)院新疆天文臺研究員常強利用微觀—宏觀蒙特卡洛模擬方法，在冷云核復(fù)雜有機分子形成方面取得進展，研究成果發(fā)表于國際期刊《天體物理學(xué)雜志》（APJ,2016,819-145）。

　　星際復(fù)雜有機分子被定義為包含六個及六個以上原子的分子，這些復(fù)雜分子不僅是天文源物理條件的有效探針，也是甘氨酸等生命物質(zhì)的基本組成成分，與生命的起源密切相關(guān)。近年來觀測發(fā)現(xiàn)10K這樣低溫度的冷云核中也有甲酸甲酯、二甲醚等復(fù)雜有機分子的存在，這個現(xiàn)象不能用已有的天體化學(xué)模型解釋。

　　常強在研究中發(fā)現(xiàn)甲酸甲酯、二甲醚的豐度和分布具有強烈的相關(guān)性，并且有很多重要的化學(xué)反應(yīng)并沒有被已有的模型考慮。為了探索冷云核中復(fù)雜有機分子形成過程，研究人員采用聯(lián)合的微觀—宏觀蒙特卡洛模擬方法，應(yīng)用鏈式反應(yīng)機理，增加部分氣相及表面反應(yīng)，并考慮反應(yīng)脫附機制對復(fù)雜分子形成的影響，建立了復(fù)雜分子豐度隨時間演化的化學(xué)模型。該模型應(yīng)用于冷云核環(huán)境中，通過設(shè)定不同的模型參數(shù)，獲得隨時間演化的分子豐度。該模型很好地再現(xiàn)了冷核中復(fù)雜有機分子的觀測豐度，解釋了冷核中甲酸甲酯及二甲醚豐度的相關(guān)性，也說明了非擴散表面反應(yīng)與反應(yīng)脫附機制對探索復(fù)雜有機分子形成過程具有重要意義。

模型M02, M12, M22, and M32中CMOs（復(fù)雜有機分子）和CH3O（甲氧基）豐度隨時間的演化

Table1 Fractional Abundances of COMs and Methoxy in Cold Cores and Time of Best Fits 

Source 

Observation 

or Model 

Time 

(yr) 

HCOOCH3 

CH3OCH3 

CH3CHO 

CH3O 

CH3OH 

H2CO 

L1689b 

Observation 

7.4(−10) 

1.3(−10) 

1.7(−10) 

… 

… 

1.3(−9) 

M10a 

5.1(5) 

3.3(−12) 

1.3(−10) 

6.4(−11) 

8.5(−10) 

2.3(−8) 

5.4(−8) 

Model Bb 

2.0(5) 

3.6(−13) 

2.35(−10) 

1.8(−10) 

7.55(−12) 

3.1(−10) 

1.05(−8) 

M43 

5.3(4) 

9.4(−11) 

4.7(−10) 

1.9(−11) 

2.7(−11) 

2.5(−10) 

2.8(−9) 

M432 

7.6(4) 

7.8(−11) 

3.5(−10) 

2.9(−11) 

2.5(−11) 

3.7(−10) 

5.5(−9) 

　　 Notes. Observational values are taken from Vasyunin & Herbst (2013b). a(b) denotes a×10b. a Vasyunin & Herbst (2013b). P is 0.1 and 0.01 in models M10 and M1,respectively. b Ruaud et al. (2015). P=0.01. 

冷云核復(fù)雜有機分子相對豐度（觀測值及模擬結(jié)果）