發(fā)布時間：2017-12-18 14:32

  本文關(guān)鍵詞：分子云的天體化學(xué)觀測和模擬研究

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【摘要】：眾所周知,分子云是恒星形成的主要場所。伴隨著觀測儀器的逐漸升級,時至今日已經(jīng)約200多種分子在星際(星周)環(huán)境中被觀測到,為人們理解分子云內(nèi)部的物理化學(xué)過程架設(shè)了橋梁。為了更好的解釋觀測的分子豐度,天體化學(xué)這門學(xué)科應(yīng)運而生。它通過理論、實驗和模擬等手段從物理化學(xué)角度給出了分子云內(nèi)分子演化的過程,為人們揭示了分子在星際空間的演化之謎。我的博士論文主要回顧了兩種分子頻譜數(shù)據(jù)的分析方法(轉(zhuǎn)動圖和能級布局圖方法)和天體化學(xué)模擬方面的最新研究進展,總結(jié)歸納了我在碩博連續(xù)期間對一批大質(zhì)量恒星形成區(qū)中復(fù)雜有機分子進行的觀測豐度分析,以及對“氣體+塵�！碧祗w化學(xué)模型中微觀物理內(nèi)容的改進工作,并對未來可能的研究方向做出了展望。我的主要研究成果和新發(fā)現(xiàn)如下：1、采用能級布局圖方法對利用亞利桑那射電天文臺10米亞毫米波望遠鏡觀測的北天區(qū)綠色延展天體(Extend Green objects,縮寫為EGOs)中的復(fù)雜大分子的頻譜數(shù)據(jù)進行了分析,得到了CH3OH, CH3OCH3, HCOOCH3和CH3CH2CN的觀測豐度,導(dǎo)出了EGOs天體的物理和化學(xué)性質(zhì),并推論出它們很可能處在大質(zhì)量恒星形成區(qū)演化的早期階段。我們也將EGOs中分子的觀測豐度與最新文獻中“氣體+塵�！被瘜W(xué)模型給出的分子豐度進行了比較,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的“氣體+塵�！被瘜W(xué)模型不能很好的解釋EGOs天體中的分子的豐度和豐度比。這就需要我們建立更加合理的化學(xué)模型來給出解釋。2、我們自己編寫了Fortran 90版本的“氣體+塵埃”化學(xué)模擬程序,并成功地完成了與文獻中5個典型物理模型中分子化學(xué)豐度演化的定標(biāo)和比較。3、以往的“氣體+塵�！被瘜W(xué)模型中,都簡單的假設(shè)了塵埃顆粒是靜止的。但是根據(jù)文獻,星際分子云是湍動的,塵埃顆粒相對氣體是運動的。為了驗證塵埃相對運動效應(yīng)對化學(xué)過程的影響,我們在“氣體+塵�！被瘜W(xué)模型中加入了湍動引起的塵埃相對氣體的運動效應(yīng),發(fā)現(xiàn)塵埃運動對不同星際環(huán)境中的分子豐度的演化影響是不一樣的,這種影響可高達幾個量級。塵埃相對運動效應(yīng)很可能會為未來在觀測中區(qū)分塵埃運動引起的效應(yīng)提供幫助,也為我們更好地解釋分子觀測豐度提供了一個新的方向。4、“氣體+塵�！被瘜W(xué)模型都簡單地假設(shè)了塵埃具有單一的尺寸,然而在星際云中塵埃的尺寸也是具有一定分布的,甚至塵埃的溫度也會隨塵埃的尺寸變化而變化。為了驗證它們對星際化學(xué)的影響,在我們新“氣體+塵�！蹦Ｐ椭�,我們同時考慮了塵埃尺寸分布、塵埃溫度分布和與塵埃尺寸密切相關(guān)的塵埃吸積離子的過程。研究結(jié)果表明,離子吸積和尺寸分布對某些塵埃表面分子豐度的影響很大(可達2-4個量級),過去使用的不同尺寸塵埃上分子的面密度一樣的假設(shè)也變得不再成立,這都說明塵埃吸積離子和塵埃尺寸分布是天體化學(xué)模型中的兩個重要的影響因素,可能為我們在未來工作中解釋EGOs中的復(fù)雜有機分子的觀測豐度提供了新的機會。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(云南天文臺)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P148;P152

【相似文獻】

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本文編號：1304532