Formation of Para-H2O by Vacuum-UV Photolysis of O2 in Solid Hydrogen: Implication for Astrochemistry
太空中非符合核自旋統計分佈之水的可能來源
Shu-Yu Lin, Wen-Jian Huang, Sheng-Lung Chou, Hui-Fen Chen, and Yu-Jong Wu*
2023/05/24
水是廣泛存在於各種天文環境中的重要物種，可區分為具有兩種不同的核自旋量子數的異構體，即仲(para-)水與正(ortho-)水。一般我們熟知的水在符合核自旋統計的比例（ortho-to-para ratio, OPR）的統計分佈是3。然而在過去30年間，天文觀測上偶爾會發現水的OPR小於3。因此天文化學家推論，這些非統計比例的水，應是在低於30 K的溫度下形成的，而此比例則是保存了這些水在某些天文環境中所經歷過的熱過程的重要資訊。然而，近期有其他實驗結果表明，無論水冰形成的溫度為何，其轉換成氣態後所測得的OPR都應該符合統計分佈的比例3。也因此在太空中偵測到水的OPR小於3的起源，仍是現代天文化學上一個懸而未解的問題。此研究提出了一種可能的機制來解釋水在太空中所觀測到非統計OPR的來源。透過台灣光源TLS 21A2實驗站之真空紫外光，光解在固態氫中所吸附的氧氣分子，可產生非符合統計平衡上水的自旋異構體分佈。從實驗數據推估，以此方式所產生的水的OPR可低至1.6。
本研究使用TLS 21A2光束線。
研究動態
