CNRS/UniversitéPaulSabatier-Toulouse 3のChristine Joblin博士は、Astro-Pahsのトピックについて議論し、赤外線宇宙ミッションの観察を分析する実験室の肉体スロット ビンゴの可能性を示しています。
地上の多環式芳香族炭化水素（PAH）について話すとき、廃棄物、木材火災、エンジン排気、さらにはバーベキューの燃焼によって生成される汚染物質を念頭に置いています。これらのPAHは、ガス相およびすす粒子の表面に存在します。発がん性の可能性があるため、健康に有害であると考えられています。
PAHSは、芳香族サイクルで作られた炭素質分子の大きな集団を表しています。 10から100以上の炭素原子を含めることができ、多くの異性体（同じ質量が異なる構造）、ヘテロ原子（酸素や窒素など）、および側群（メチル化された側群など）が含まれます。スピッツァー（2003-2009; NASA）およびAkari（2006-2011; Jaxa）。
観測および化学モデリングビュー：紫外照射の重要な役割
AIBSに関連する排出メカニズムは、1980年代半ばに提案されました。単一のUV光子が吸収されると、アストロ-PAHは最大約1,000ケルビン（またはサイズによってはさらに多く）に加熱され、環境から分離されているため、芳香族で振動することで非常に低い温度まで冷却できます。60、で検出できますスピッツァー観測は、PAHのバンドと比較して大幅にシフトされるバンドを持っているためです。これは、cなので、PAHモデルに強力なサポートを提供しました60、これはPAHではなく、いとこ芳香族分子であり、UV光子と同様に応答します。しかし、この大きな分子は、その熱安定性と光の安定性によって独特であり、より激しい照射、つまりPAHに比べて熱い星に近い際に生き残ることができます。
紫外線照射は、PAH集団の平均電荷状態を変える可能性があり、これは相対的なAIB強度に影響します。陽イオンPAH間のイオン化比（PAH+）およびスロット ビンゴトラルPAHは、UV光子によるイオン化と電子による組換えの競合によって支配されています。化学モデルの使用は、局所的な物理的条件（UV放射電界強度と電子密度）を定量化する可能性を開きます。紫外線照射も化学処理につながる可能性があり、これは最も耐性のある種の生存を支持します。
前のシナリオは、たとえば炭化水素の炎でたとえば、小さな前駆体からのガス相のより大きな種を構築することで構成されています。炭化水素と高温は、進化した星の環境封筒にあります。
トップダウンの化学シナリオにある知識はさらに部分的です。アイデアは、粉塵粒を処理し、ガス相でPAHを放出できるということです。
実験室のスロット ビンゴの見解
Astro-PAHに関する現在の見解は、赤外線放射のトリガーおよび化学変化においてUV光子が果たす主要な役割に関連するAIBスペクトルの分析から生まれたさまざまなシナリオに基づいて構築されています。ただし、これらのシナリオは統合され、さらにテストされる必要があり、これは実験室のスロット ビンゴの研究分野の貢献なしには達成できません。
最初に、AIBSの分析を改善するために、ホットPAHに関する分光データを収集する必要があります。次に、PAH形成、スロット ビンゴ放射による処理、およびガスおよびダスト成分との相互作用に関連するすべての質問に取り組む必要があります。
これらの研究は、基本的な分子プロセスの理解を進めるのにも役立ちます。実験は、アストロ-PAH（例えば、大種と小種など）に適切な類似物を使用したり、天体スロット ビンゴ環境で普及しているスロット ビンゴ的および化学的条件をせいぜい模倣するなどの課題を克服する必要があります。
PAHと恒星UV光子との相互作用を研究するとき、スロット ビンゴ的環境は非常に希少であり、赤外線放出などの関心のあるプロセスの一部は秒かかり、数秒以上のタイムスケールが関与していることを考慮する必要があります。実験室でこれらの条件を達成するには、超高真空と極低温技術（30K以下の非常に低い温度）を環境から隔離し、長いタイムスケールに到達するためのトラップと保管技術を隔離する必要があります。
追加の困難は、相互作用するUV光子の広範なスロット ビンゴにアクセスする必要があることです。これには、ソレイユでのDISIRSなどのUVシンクロトロンビームラインの使用が必要です。残念ながら、上記の極低温セットアップはシンクロトロンで移動することはできません。
PAH形成の化学パズルに関して、低圧炎、プラズマ反応器、レーザー蒸気源などの反応器を使用して多くのグループでさまざまな研究が行われています。ただし、これらのソースのいずれも、進化した星の環境環境を模倣することはできません。
スターダストを相補的に、スターダストサンプルの分子分析を実施するために、トゥールーズの研究所に香りのセットアップが構築され、2段階のレーザー質量像のおかげで非常に高い感度の炭素質分子の家族の国勢調査を提供しました。スターダストと香りで行われたスロット ビンゴでは、原子炭素と分子炭素を含む基本化学が明らかになりました（C、C2）および水素（H2）純粋な炭素クラスターと脂肪族炭素種を形成しますが、非常に低いレベルの芳香族のみです。
炭素と水素に加えて、シリコンと鉄を含むより複雑な化学を研究するために、新しいスロット ビンゴが計画されています。コールドプラズマ反応器を使用して、金属原子の添加が活性炭化水素化学と金属ナノ粒子の形成を誘導できることを最近示しました。
結論と視点
今後数年間は、ジェームスウェッブスペーステレススコープ（JWST、NASA/ESA/CSA）が2021年末に発売することを強くマークする必要があります。星や惑星形成領域などのUV光子に提出された領域の変動。
化学層の歴史とアストロ-PAHの進化は、特に複雑な主題であり、銀河の炭素質物質のライフサイクルに関連しています。このトピックは、非常に低い温度で、UV照射なしで新しい化学経路に対応するために、Yebes 40mの無線望遠鏡による暗分子雲TMC-1の豊富な小環分子の無線観測による最近の検出を説明するために必要です。in situスペースプローブ（例えば、ロゼッタESAミッション）とリターンサンプルミッションからの資料の分析（たとえば、JaxaのHayabusa 2）を使用した探索。この分野でも興味深い視点も期待されています。
最後に、アストロ-PAHの場合は、宇宙ミッションと地上望遠鏡からのデータの解釈をサポートするために長年にわたって成長してきた研究分野である実験室のスロット ビンゴ（LA）の可能性を非常によく示しています。これは、多くの物理学者と化学者のこの分野への関与のおかげで、エンジニアチームのサポートとともに、革新的な実験室のセットアップを構築するために可能になりました。
欧州共同体は、2021年9月末にアナカプリ（イタリア）で開催されたECLA2020国際会議で最近議論されたように、同等の枠組みを待っています。したがって、私たちは、結果として生じる研究助成金のおかげで開発された大規模な専用のセットアップが、天文学的なプロジェクトからの適切なサポートで長期的に引き続き使用されることを望んでいます。
謝辞
この研究は、欧州連合の第7フレームワークプログラムERC-2013-syg、補助金契約番号の下でERCによって2014 - 2021年にわたって支援されました。 610256、ナノコスモス。
さらに読み取り（オープンアクセス付き）
1 pahs and the Universe、C Joblin and A G G M Tielens Eds、Eas Publications Series、Vol。 46、（2011）;www.edp-open.org/images/stories/books/fulldl/eas_46_full.pdf
2 ECLA - 実験室スロット ビンゴに関する欧州会議、CStehlé、C JoblinおよびL D’HendeCourt Eds、Eas Publications Series、Vol。 58（2012）www.eas-journal.org/articles/eas/abs/2012/06/contents/contents.html
3 Nanocosmos ERC Synergy Project：nanocosmos.iff.csic.es/
4スターダストマシン：Martínez、L、Santoro、G、Merino、P、et al。、Nature Astron。 4（2020）、97-105;hal.archives-ouvertes.fr/hal-03085475
5香りのセットアップ：Sabbah、H、et al。、Astrophys。 J. 843（2017）、Id。arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1705/1705.09974.pdf
6 Pireneaセットアップ：Marciniak、A、et al。、スロット ビンゴ飛行士。 ＆Astrophys。
7 UV Astro-PAHSの処理：Joblin、C、et al。、J。Phys。：Conf。シリーズ1412（6）（2020）、id。
8（星）金属を含むダスト層：Bérard、R、et al。、Front。スロット ビンゴ飛行士。hal.archives-ouvertes.fr/hal-03227179
9 Yebes Radio Telescopeでの観察：Cernicharo、J、et al。、ASTRON。 ＆Astrophys。
10 PDRS4ALL：大規模な星からの放射フィードバックに関するJWSTアーリーリリースサイエンスプログラム。www.jwst-ism.org
注意してください、この記事は私たちの第8版にも掲載されます四半期公開.
