Modelling the molecular composition and nuclear-spin chemistryof collapsing pre-stellar sources★

Autor: Claire Rist, G. Pineau des Forêts, D. R. Flower, P. Hily-Blant, Alexandre Faure
Přispěvatelé: Institut Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Physics Department, The University (PHYSICS DEPARTMENT), Durham University, Institut Universitaire de FranceSTFC (ST/L00075X/1), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA (UMR_8112)), Sorbonne Université (SU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Monthly notices of the Royal Astronomical Society, 2018, Vol.477(4), pp.4454-4472 [Peer Reviewed Journal]
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, Oxford Journals, In press
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Oxford University Press (OUP): Policy P-Oxford Open Option A, 2018, 477 (4), pp.4454-4472. ⟨10.1093/mnras/sty881⟩
ISSN: 1365-2966
0035-8711
1745-3933
Popis: We study the gravitational collapse of prestellar sources and the associated evolution of their chemical composition. We use the University of Grenoble Alpes Astrochemical Network (UGAN), which includes reactions involving the different nuclear--spin states of H2, H3+, and of the hydrides of carbon, nitrogen, oxygen, and sulfur, for reactions involving up to seven protons. In addition, species-to-species rate coefficients are provided for the ortho/para interconversion of the H3+ + H2 system and isotopic variants. The composition of the medium is followed from an initial steady state through the early phase of isothermal gravitational collapse. Both the freeze--out of the molecules on to grains and the coagulation of the grains were incorporated in the model. The predicted abundances and column densities of the spin isomers of ammonia and its deuterated forms are compared with those measured recently towards the prestellar cores H-MM1, L16293E, and Barnard B1. We find that gas--phase processes alone account satisfactorily for the observations, without recourse to grain-surface reactions. In particular, our model reproduces both the isotopologue abundance ratios and the ortho:para ratios of NH2D and NHD2 within observational uncertainties. More accurate observations are necessary to distinguish between full scrambling processes---as assumed in our gas-phase network---and direct nucleus- or atom-exchange reactions.
Comment: Main paper: 18 pages; supplementary material (University of Grenoble Alpes chemical Network): 62 pages
Databáze: OpenAIRE
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