中微子通量的标准太阳模型预测与观察到的速率已有三十多年(Bahcall 1989)之间存在差异。首先提出了低Z模型,以减少预测的太阳中微子通量(Bahcall&Ulrich 1971)。与标准模型相反,低Z模型考虑了太阳化学分层的可能性。一颗星星可能在Hayashi阶段演变后捕获一些星际物质(Joss 1974)。对于在其植物圈以下的对流区域的太阳情况下,降落物质将被混合到整个对流区。由于星际尘埃的金属丰度远高于太阳能材料的金属丰度,因此太阳能对流区将通过重元素增强。低Z模型可以提供相当低的中微子通量,但通常会导致对流区和非常低的初始氦气丰度。此外,太阳能内部的Cal占P模式振荡频率和声速与观察值不符(Christensen-Dalsgaard,Gough和Morgan 1979; Christensen-Dalsendalsgaard&Gough 1980; Bahcall&Ulrich&Ulrich 1988)。因此,近年来,低Z模型被认为是不现实的,并且越来越多的作者更喜欢具有元素扩散的标准太阳能模型(Bahcall&Pinneneult 1992; Bahcall,Pinsonneault,&Wasserserburg 1995; Bahcall,Bahcall,Basu和Pinsonneault 1998)。然而,许多证据证实,即使没有以前的低Z模型所需的太多,太阳包膜已受到行星际材料的污染。因此,我们使用更新的输入物理学研究了包络金属的中等增强,并将我们的注意力集中在太阳中微子问题上,而是太阳的结构和P模式振荡。
星际复杂有机分子 (iCOM) 的形成是天体化学中的热门话题。试图重现观测结果的主要范例之一是假设 iCOM 是在覆盖星际尘埃颗粒的冰幔上由于自由基 - 自由基偶联反应而形成的。我们通过计算量子力学方法研究冰表面上 iCOM 的形成。具体来说,我们研究了涉及 CH 3 + X 体系 (X = NH 2 、CH 3 、HCO、CH 3 O、CH 2 OH) 和 HCO + Y (Y = HCO、CH 3 O、CH 2 OH) 以及 CH 2 OH + CH 2 OH 和 CH 3 O + CH 3 O 体系的偶联和直接氢提取反应。我们利用密度泛函理论计算了两个冰水模型(分别由 33 个和 18 个水分子组成),计算了这些反应的活化能垒以及所有研究的自由基的结合能。然后,我们利用反应活化能、解吸能和扩散能以及通过 Eyring 方程推导的动力学估算了每个反应的效率。我们发现表面上的自由基 - 自由基化学并不像通常假设的那么简单。在某些情况下,直接的氢提取反应可以与自由基 - 自由基偶联竞争,而在其他情况下,它们可能包含较大的活化能。具体而言,我们发现 (i) 乙烷、甲胺和乙二醇是相关自由基 - 自由基反应的唯一可能产物;(ii) 乙二醛、甲酸甲酯、乙醇醛、甲酰胺、二甲醚和乙醇的形成可能与各自的氢提取产物竞争; (iii)乙醛和二甲基过氧化物似乎不太可能是谷物表面产物。
水在创造和维持生命方面发挥着重要作用,可视为地球上最重要的分子。地球上的水以液态和结晶冰的形式存在,但宇宙中的大部分水以无定形状态存在于星际颗粒表面 1 。第一种人造无定形水于 1935 年通过气相沉积法制成 2 ,但至今,无定形水的最基本特性之一:玻璃化转变温度,仍不清楚。根据制备方法 3 ,无定形水有多种形式。无定形水是通过压缩冰 I h 以获得高密度无定形形式 (HDA) 4 而产生的。随后,通过在环境压力下重新加热,可以将这种 HDA 形式转化为低密度无定形形式 (LDA)。另一种通常称为无定形固体水 (ASW) 的形式可以通过气相沉积法产生,存在于星际尘埃颗粒中 1 。还可以通过在预冷至 77 K 5 的 Cu 基板上沉积蒸汽,在实验室中生成和研究 ASW。最后,通过将悬浮的液态水滴以超音速喷射到预冷至 77 K 6 的 Cu 基板上,冷却可生成超淬火玻璃水 (HGW)。这些非晶态水是否可以正式被视为玻璃状,取决于它们是否表现出可测量的玻璃化转变。在这方面,水的玻璃化转变话题已经陷入争议超过四十年 7-14 。根据对退火 HGW 的直接量热测量,水的玻璃化转变温度 T g 为 136 K 已被广泛接受 6 。还发现该值与二元水溶液的 T g 外推一致 7 。然而,后来有人认为,根据对多个超淬玻璃的预 T g 放热曲线的测量,正确的 T g 应该更接近 165 K 10 。然后得出结论,由于在以接近 20 K/min 的常规速率加热时快速结晶,因此无法直接测量非晶态水的 T g 。进一步有人认为,在 136 K 观察到的吸热实际上是先前退火程序产生的阴影 T g 11 。这与以下观察结果一致:136 K 下微弱吸热的幅度只是预期加热幅度的一小部分
上下文。cometary子流线小径存在于彗星附近,形成了星际尘埃云的细胞结构。这些步道主要由最大的彗星颗粒组成(大小约为0.1 mm – 1 cm),它们以低速弹出,并保持非常接近彗星轨道,以围绕太阳的几次旋转。在1970年代,向内部太阳系推出了两个Helios航天器。航天器配备了原位灰尘传感器,该传感器第一次测量了内部太阳系中星际尘埃的分布。最近,当重新分析HELIOS数据时,发现了七个影响的聚类,由Helios在非常狭窄的空间区域中检测到,真正的异常角度为135±1°,作者认为这是潜在的cometary Trail颗粒。但是,当时无法进一步研究该假设。目标。我们在Helios Dust Data中重新分析了这些候选彗星径向粒子,以调查某些或全部确实起源于彗星步道的可能性,并且我们限制了它们的源彗星。方法。空间模型中用于探索的星际探索(IMEX)尘埃流是一种新的且最近发布的通用模型,用于内部太阳系中的彗星气星流。我们使用IMEX研究Helios制作的彗星径的遍历。结果。在太阳周围的十革命中,Helios航天器与13条彗星小径相交。在大多数遍历中,预测的灰尘频量非常低。结论。在Helios检测到候选粉尘颗粒的狭窄空间区域中,航天器反复穿越45p/Honda-Mrkos-Pajdušáková彗星的步道,并具有72p/Denning-fujikawa,具有相对较高的预测粉尘。对检测时间和粒子冲击方向的分析表明,四个检测到的粒子与这两个彗星的来源兼容。通过组合测量和模拟,我们在这些小径中发现了尘埃空间密度,约为10-8 –10-7 m -3。在较狭窄的空间区域中,径向遍历的聚类构成了Helios数据中潜在的彗星径向颗粒的识别。基于航天器的尘埃分析仪可以将其追溯到其源体的现场检测和分析,为对彗星和小行星的远程组成分析提供了一个新的机会,而无需将航天器吹入甚至降落在这些天体上。这为命运 +(例如,与Phaethon Flyby and Dust Science的空间技术的示范和实验),Europa Clipper以及星际映射和加速探针提供了新的科学机会。
自去年 12 月以来的四个月里,人们通过微波无线电发射发现了一系列太空分子。首先是伯克利的研究小组发现了氨(Cheung, AC, Rank, DM, Townes, CH, Thornton, DD 和 Welch, WJ,Phys. Rev. Lett., 21, 1701; 1968),然后是同一个团队发现了水(Nature, 221, 626; 1969),现在,更令人惊讶的是,位于西弗吉尼亚州格林班克的国家射电天文台的 L. E. Snyder、D. Buhl、B. Zuckerman 和 P. Palmer 发现了甲醛(Phys. Rev. Lett., 22; 1969)。麻省理工学院的一个小组也一直在使用阿雷西博望远镜寻找硫氢化物的信号,但迄今为止没有成功(Meeks, ML, Gordon, MA, and Litvak, MM, Science, 163, 173; 1969)。无论如何,伯克利团队在哈特克里克天文台发现来自氨和水的信号,一定是受到了 C. Townes 教授的影响。Townes 教授最近从麻省理工学院搬到了伯克利,似乎把他对微波频谱的兴趣也带了过来。显然,这种热情已经蔓延到了西弗吉尼亚州,在那里,用 140 英尺望远镜调查的 23 个来源中,有 15 个发现了甲醛 (HCHO)。12 月之前,唯一从无线电发射中在太空中发现的分子是羟基自由基,它是 1963 年在麻省理工学院发现的。到目前为止,所有被探测到的分子辐射都来自星系的低温区域,因此这些信号不仅仅是好奇。低温区域是尘埃和气体云,据信它们正在收缩成恒星和行星系统。除了射电测量有望提供恒星形成过程中分子浓度和温度的估计值外,还可能揭示原始大气的成分,从而揭示生命的起源。甲醛的发现被认为意义重大,因为它间接证明了低温星际云中存在甲烷。不幸的是,似乎没有希望通过射电辐射在太空中探测到甲烷,而甲烷是生命起源所必需的化学物质之一,但射电天文学现在有可能至少部分回答氨、水和甲烷等物质最初是如何出现在原始大气中的问题。这就引出了一个问题:这些分子是如何在太空中形成的。星际尘埃粒子是冷云的重要组成部分,它们可能会促进一种过程,如果原子碰撞占主导地位,这种过程发生的可能性就会小得多。