Die beobachteten Häufigkeitsverhältnisse der COM-Isomere im interstellaren Medium liefern wertvolle Informationen über die Chemie und Physik der Gase und letztendlich über die Geschichte der Molekülwolke.
Der Gehalt an c-HCOOH-Säure im kalten Kern beträgt nur 6 % der Menge des c-HCOOH-Isomers, dessen Ursprung weiterhin unbekannt ist. Wir erklären hier das Vorkommen von c-HCOOH in dunklen Molekülwolken durch den Abbau und die Verhinderung der Bildung von c-HCOOH und t-HCOOH während eines Zyklusprozesses, an dem HCOOH und sehr häufig vorkommende Moleküle wie HCO⁺ und NH₃ beteiligt sind.
Wir verwendeten eine fortgeschrittene Ab-initio-Methode, um die Verteilung der potenziellen Energie der zyklischen Zerfalls- und Bildungswege von c-HCOOH und t-HCOOH zu berechnen. Die globalen Geschwindigkeitskonstanten und Verzweigungsfaktoren wurden auf Basis der Theorie des Übergangszustands und der Form der Mastergleichung unter typischen Bedingungen des interstellaren Mediums berechnet.
Die Zerstörung von HCOOH durch Reaktion mit HCO⁺ in der Gasphase führt zu drei Isomeren des HC(OH)₂⁺-Kations. Die häufigsten Kationen können in einem zweiten Schritt mit anderen häufigen ISM-Molekülen wie NH₃ reagieren und dabei wieder c-HCOOH und t-HCOOH bilden. Dieser Mechanismus erklärt die Bildung von c-HCOOH in dunklen Molekülwolken. Unter Berücksichtigung dieses Mechanismus betrug der Anteil von c-HCOOH relativ zu t-HCOOH 25,7 %.
Um die beobachteten 6 % zu erklären, schlagen wir vor, zusätzliche Mechanismen für die Zerstörung des HCOOH-Kations in Betracht zu ziehen. Der in dieser Arbeit vorgeschlagene sequentielle Säure-Base-Mechanismus (SAB-Mechanismus) beinhaltet einen schnellen Prozess von Molekülen, die im interstellaren Medium sehr häufig vorkommen.
Daher ist es wahrscheinlich, dass HCOOH unter den Bedingungen dunkler Molekülwolken die von uns vorgeschlagene Umwandlung durchläuft. Dies ist ein neuartiger Ansatz zur Isomerisierung organischer Moleküle im interstellaren Medium (ISM) und könnte möglicherweise die Beziehungen zwischen den im ISM vorkommenden Isomeren organischer Moleküle erklären.
John Garcia, Isascun Jimenez-Serra, Jose Carlos Corchado, Germaine Molpeceres, Antonio Martinez-Henares, Victor M. Rivilla, Laura Colzi, Jesus Martin-Painted
Betreff: Galaktische Astrophysik (astro-ph.GA), Chemische Physik (physics.chem-ph) Zitiert als: arXiv:2301.07450 [astro-ph.GA] (oder diese Version arXiv:2301.07450v1 [astro-ph.GA] ) Commit-Historie von: Juan Garcia de la Concepción [v1] Mittwoch, 18. Januar 2023, 11:45:25 UTC (1909 KB) https://arxiv.org/abs/2301.07450Astrobiologie, Astrochemie
Mitbegründer von SpaceRef, Mitglied des Explorers Club, ehemaliger NASA-Mitarbeiter, Journalist, Astronaut und Astrobiologe, behinderter Bergsteiger.