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Jul 15, 2023

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Röntgenstrahlen, die von Vorhauptreihensternen im Zentrum protoplanetarer Scheiben emittiert werden, können eine nichtthermische Desorption von interstellarem Eis auslösen, das die kalten Regionen bevölkert. Dazu braucht es Röntgenphotodesorption

Röntgenstrahlen, die von Vorhauptreihensternen im Zentrum protoplanetarer Scheiben emittiert werden, können eine nichtthermische Desorption von interstellarem Eis auslösen, das die kalten Regionen bevölkert. Diese Röntgenphotodesorption muss für komplexe organische Moleküle (COMs), einschließlich Acetonitril CH3CN, das in mehreren Scheiben nachgewiesen wurde, quantifiziert werden. Wir schätzen experimentell die Röntgenphotodesorptionsausbeuten neutraler Spezies aus reinem CH3CN-Eis und aus interstellaren Eisanaloga ab, bei denen CH3CN entweder in einem CO- oder H2O-dominierten Eis gemischt ist.

Das Eis wurde bei 15 K mit weicher Röntgenstrahlung (400–600 eV) aus Synchrotronlicht (SOLEIL-Synchrotron) bestrahlt. Die Röntgenphotodesorption wurde in der Gasphase mittels Quadrupol-Massenspektrometrie untersucht. Aus den Massensignalen wurden Röntgenphotodesorptionsausbeuten abgeleitet und für astrochemische Modelle auf höhere Röntgenenergien extrapoliert. Röntgenphotodesorption des intakten CH3CN wird aus reinem CH3CN-Eis und aus gemischtem 13CO:CH3CN-Eis mit einer Ausbeute von etwa 5×10^(-4) Molekülen/Photon bei 560 eV nachgewiesen. Beim Mischen mit H2O-dominiertem Eis liegt die Röntgenphotodesorption des intakten CH3CN bei 560 eV unter seiner Nachweisgrenze, die bei 10^(-4) Molekülen/Photon liegt. Es werden auch Ausbeuten im Zusammenhang mit der Desorption von HCN, CH4 und CH3 bereitgestellt.

Die abgeleiteten astrophysikalischen Erträge hängen maßgeblich von den lokalen Bedingungen ab, die in protoplanetaren Scheiben zu erwarten sind. Sie variieren zwischen 10^(-4) und 10(-6) Molekülen/Photon für die Röntgenphotodesorption von intaktem CH3CN aus CO-dominiertem Eis. Für die Röntgenphotodesorption von intaktem CH3CN aus H2O-dominiertem Eis konnten nur Obergrenzen zwischen 5×10^(-5) und 5×10^(-7) Molekülen/Photon abgeleitet werden. Die Röntgenphotodesorption von intaktem CH3CN aus interstellarem Eis könnte teilweise die Häufigkeit von CH3CN erklären, die in protoplanetaren Scheiben beobachtet wird. Es wird erwartet, dass die Desorptionseffizienz mit den lokalen physikalischen Bedingungen und damit mit der Scheibenregion variiert.

R. Basalgète, D. Torres-Díaz, A. Lafosse, L. Amiaud, G. Féraud, P. Jeseck, L. Philippe, X. Michaut, J.-H. Fillion, M. Bertin

Themen: Instrumentierung und Methoden für die Astrophysik (astro-ph.IM); Astrophysik der Galaxien (astro-ph.GA)Zitieren als: arXiv:2306.13048 [astro-ph.IM] (oder arXiv:2306.13048v1 [astro-ph.IM] für diese Version)EinreichungsverlaufVon: Romain Basalgete[v1] Do, 22. Juni 2023 17:17:00 UTC (171 KB)https://arxiv.org/abs/2306.13048Astrobiologie, Astrochemie,

SpaceRef-Mitbegründer, Explorers Club Fellow, Ex-NASA, Auswärtsteams, Journalist, Weltraum- und Astrobiologie, ehemaliger Bergsteiger.