Low Temperature Physics: 45, 590 (2019); https://doi.org/10.1063/1.5103250
Физика Низких Температур: Том 45, Выпуск 6 (Июнь 2019), c. 692-700    ( к оглавлению , назад )

Ion radiation in icy space environments: synthesis and radioresistance of complex organic molecules (Topical Review)

Prudence C.J. Ada Bibang1, Aditya N. Agnihotri1,*, Basile Augé1, Philippe Boduch1, Charles Desfrançois2, Alicja Domaracka1, Frédéric Lecomte2, Bruno Manil2

Rafael Martinez3, Gabriel S.V. Muniz1,**, Nicolas Nieuwjaer2, and Hermann Rothard1

1Centre de Recherche sur les Ions, les Matériaux et la Photonique, Normandie Univ, ENSICAEN, UNICAEN, CEA, CNRS, CIMAP, 14000 Caen, France

2Laboratoire de Physique des Lasers (LPL-UMR CNRS 7538), Université Paris 13 Villetaneuse, France

3Departamento de Física, Universidade Federal do Amapá, Macapa, Brazil
E-mail: rothard@ganil.fr

Received January 14, 2019, published online April 26, 2019

Анотація

У холодних областях космосу всюди присутні льоди, наприклад, на кометах, пилових зернах, транснептунових об’єктах, поверхнях планет та їх супутників. Молекулою, що домінує в таких льодах, є вода, але можуть бути присутні й інші малі молекули або навіть складні органічні молекули (СОМ). Іонізуюче випромінювання (ультрафіолетові фотони, електрони, іони від космічних променів або сонячного вітру) викликає деякі фізико-хімічні процеси, такі як радіоліз. Фрагментація вихідних молекул з подальшими хімічними реакціями між радикалами може привести до утворення нових молекул. Крім того, імплантовані частинки, що бомбардують, також можуть внести свій вклад в хімію, формуючи нові молекулярні сполуки. Інші спостережені ефекти включають структурні зміни (ущільнення, аморфізацію) та десорбцію (розпорошення) частинок з поверхні. У CIMAP (Кан, Франція), з використанням різних пучків прискорювача важких іонів GANIL, та в GSI (Дармштадт, Німеччина) вивчалася взаємодія швидких високозаряджених важких іонів з астрофізичними льодами в широкому діапазоні енергій частинок, що бомбардують, від кеВ до ГеВ. У даній роботі детально обговорюються два приклади наших досліджень в області астрофізичних та астрохімічних застосувань: 1) синтез СОМ при опроміненні льодів, що складаються з малих молекул, і 2) радіочутливість СОМ, таких як піридин, гліцин і аденін, як для ізольованих молекул в газовій фазі, так і в конденсованій фазі. Особливу увагу приділено піридину і піридину у водній матриці.

Ключові слова: іонне опромінення, астрофізичні льоди, складні органічні молекули, радіорезистентність, переріз руйнування, молекулярні хмари, зовнішня область сонячної системи, комети.