March 5, 2024

Experimenteel onderzoek naar de bindingsenergie van NH3 op verschillende soorten ijs en het effect ervan op de sneeuwgrens van NH3 en H2O.

Experimenteel onderzoek naar de bindingsenergie van NH3 op verschillende soorten ijs en het effect ervan op de sneeuwgrens van NH3 en H2O.

NH3-H2O co-precipitatie-experimenten. Alle experimenten werden uitgevoerd op een goudsubstraat. De TPD’s hebben een helling van 0,2 K/s. Doorgetrokken lijnen vertegenwoordigen NH3-adsorptie, terwijl stippellijnen wateradsorptie vertegenwoordigen. Lijnen van dezelfde kleur behoren tot dezelfde reeks experimenten. Inzet: TPD van NH3 van een goudoppervlak dat werd gebruikt om alle volgende experimenten te kalibreren. – Astronomische ph.SR

N-dragende moleculen (zoals N2H+ of NH3) zijn uitstekende tracers van gebieden met hoge dichtheid en lage temperatuur, zoals de kernen van dichte wolken, en kunnen licht werpen op sneeuwlijnen in protoplanetaire schijven en de chemische evolutie van kometen.

Er bestaan ​​echter onzekerheden over de korreloppervlakchemie van deze moleculen, die een belangrijke rol zouden kunnen spelen in hun vorming en evolutie. Deze studie onderzoekt experimenteel het gedrag van NH3 op korrelachtige oppervlakken onder interstellaire omstandigheden, samen met andere belangrijke interstellaire ijscomponenten (bijv. H2O, CO, CO2).

We voerden co-precipitatie-experimenten uit met behulp van een VENUS (VERs des NoUvelles Syntheses) ultrahoogvacuüm (UHV) opstelling voor NH3 samen met andere adsorbentia (hier H2O, 13CO en CO2) en voerden temperatuurgeprogrammeerde desorptie (TPD) en temperatuur-geprogrammeerde desorptie (TPD) uit. geprogrammeerde desorptie tijdens… Blootstellingsabsorptie-experimenten (TP-DED). We verkregen de verdeling van de bindingsenergie (BE) van NH3 op kristallijn ijs (CI) en compact amorf vast water (c-ASW) door de TPD-profielen van NH3 op de substraten te analyseren.

We nemen een significante vertraging van de adsorptie waar en een afname van de adsorptiesnelheid van NH3 wanneer H2O wordt geïntroduceerd in het gelijktijdig afgezette mengsel van NH3-13Co of NH3-CO2, afwezig zonder H2O. Ten tweede houdt het water ongeveer 5-9 procent van de gecoprecipiteerde NH3 vast, die vrijkomt tijdens de faseverandering van amorf naar kristallijn water.

Ten derde hebben we voor CI de BE-verdeling tussen 3780K-4080K en de c-ASW tussen 3780K-5280K verkregen – met behulp van een pre-exponentiële factor A = 1,94e15 s-1. We concluderen dat het gedrag van NH3 aanzienlijk wordt beïnvloed door de aanwezigheid van H2O als gevolg van de vorming van waterstofbruggen, in overeenstemming met kwantumberekeningen. Door deze reactie blijft NH3 op het oppervlak van de korrels bij hogere temperaturen behouden, waardoor het beschikbaar komt voor de centrale protoster in de protoplanetaire schijven. Dit verklaart ook waarom NH3 zo efficiënt bevriest in prestellaire kernen.

S. Kakkenpara Suresh, F. Dulieu, J. Vitorino, P. Caselli

Onderwerpen: astrofysica van sterrenstelsels (astro-ph.GA); Zonne- en stellaire astrofysica (astro-ph.SR)
Citeren als: arXiv:2311.18619 [astro-ph.GA] (Of arXiv:2311.18619v1 [astro-ph.GA] voor deze versie)
Termijn van inzending
Wie: Shreya Kakinpara Suresh
[v1] Donderdag 30 november 2023 om 15:20:39 UTC (3,856 KB)
https://arxiv.org/abs/2311.18619
astrobiologie,