Астрохимия –
молекулы во Вселенной
Д.З.Вибе & А.В.Столяров
8-915-061-37-42
495-939-28-25
Лекция №8
Основы химической кинетики и
катализа межзвездных молекул
Формальная кинетика
Порядок реакции
Кинетика радиационного и
безизлучательного распада,
коэффициенты ветвления
Константа скорости реакции
(формула Аррениуса)
Межзвездные молекулы
Межзвездные анионы
Решение системы
дифференциальных уравнений
формальной кинетики
(определение концентраций как функции времени)
• Аналитические и полуаналитические методы
квазиравновесия и квазистационарных концентраций
• Численные методы (решение системы «жёстких»
дифференциальных уравнений)
• UMIST и KIDA астрохимические (кинетические) базы
данных
Теория активных соударений
(распределение МаксвеллаБольцмана)
Теория активированного
комплекса
Сумма по состояниям
активированного комплекса
Квантовое туннелирование
(трансмиссионный коэффициент)
Методы квантовой химии
построения ППЭ
• Метод самосогласованного поля
• Атомные базисные наборы и численный ХартриФок
• Теория функционала плотности
• Теория возмущений
• Метод конфигурационного взаимодействия
• Метод связанных кластеров
• Квантово-химические программы расчета
электронной структуры молекул, оптимизации
геометрии и поиска пути реакции
Механизмы инициирования
реакций
•
•
•
•
•
Тепловые столкновения с тяжелыми нейтральными
частицами (атомы и молекулы); сильные ударные
волны
Столкновение с электронами, протонами, ионами и
другими заряженными частицами
Рекомбинация ионов с электронами
Воздействие гамма, рентгеновского и оптического
излучения
Гетерогенный катализ на поверхности пылинок
Газофазные реакции в
межзвездных облаках
Фотохимические процессы
AB++ e
A + B++ e
E4
Ионизация
hv3
E3
hv2
Диссоциация
A* + B
E2
Поглощение
E1
A + B*
hv1
Флуоресценция
AB
Ион-молекулярные реакции
Космохимия катиона H3+
Отражательные туманности
• Физическая и химическая
адсорбция
• Фото и хемо десорбция
Катализ на поверхности
межзвездных пылинок
(миграция по поверхности)
Звездная пыль
(полициклические углеводороды)
Химия Суперновой
Излучательная (радиативная)
ассоциация
Интенсивность линий
(коэффициенты Эйнштейна)
Интенсивности спектра
поглощения молекулы CN
Cosmic microwave
background radiation
(T=2.7 K)
Формула Планка
(излучение абсолютно черного тела)
Измерение (внутренней)
температуры по интенсивности
излучения
Эффект Доплера
(поступательная температура)
• Высоко температурная аэрофизика
• Сильные ударные волны и
высокоскоростные газо-плазменные потоки
Особый интерес
Радиационный перенос энергии при входе сверхзвуковых
летательных аппаратов в плотные слои атмосферы
X-51