Verstehen der Kinetik und Dynamik strahlungsinduzierter Reaktionspfade in Kohlenmonoxid-Eis bei 10 K

Kohlenmonoxid ist das zweithäufigste Molekül auf eisigen Körnern im interstellaren Medium. Es kommt auch auf Pluto, Triton, Kometen und möglicherweise in anderen eisigen Körpern des äußeren Sonnensystems wie Kuiper-Gürtel-Objekten vor. Mit den intensiven Strahlungsfeldern, die fast alle ungeschützten Regionen des Weltraums durchdringen, kann Kohlenmonoxideis durch energetische Teilchenbombardierung verarbeitet werden (planetarische magnetosphärische Partikel, Sonnenwind, galaktische kosmische Strahlenteilchen und UV-Photonen). In der vorliegenden Studie haben wir die Effekte untersucht, indem wir eine 1 m dicke Schicht Kohlenmonoxideis bei 10 K auf einem Substrat kondensiert und das Sample mit energetischen (keV) Elektronen bestrahlt haben. Diese simulieren die energetischen Elektronen, die in den Magnetosphären von Planeten gefangen sind, und reproduzieren die Bestrahlungseffekte typischer galaktischer kosmischer Strahlenteilchen. Eine Reihe neuer Kohlenstoffkettenspezies (C3, C6) und Kohlenstoffoxidspezies wurden beobachtet, darunter die linearen Isomere von C2O, C3O, C4O, C5O, C6/7O, CO2, C3O2, C4O2 und C5O2. Ein Reaktionsmodell wurde vorgeschlagen, das verschiedene Reaktionspfade zu jedem dieser Produkte skizziert. Mit diesem Modell wurde die Kinetik jedes Reaktionsweges quantifiziert, woraus die Mechanismen und Dynamiken der Reaktionen verstanden werden können. Diese Arbeit sollte zur astronomischen Detektion neuer molekularer Spezies in den Ices des Sonnensystems beitragen und ein umfassendes Reaktionsmodell aufbauen, um das chemische Inventar von Ices auf interstellaren Staubkörnern zu beschreiben.