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Title: Radiolysis of ices by cosmic-rays: CH4 and H2O ices mixtures irradiated by 40 MeV 58Ni11+ ions
Authors: Mejia Guaman, Christian Fernando
Ferreira de Barros, Ana Lucia
Rothard, Hermann
Boduch, Philippe
Frota da Silveira, Enio
metadata.dc.ucuenca.correspondencia: Mejia Guaman, Christian Fernando, christian.mejia@ucuenca.edu.ec
Keywords: Radiolysis
Ices
Cosmic rays
Ions
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientofrascatiamplio: 1. Ciencias Naturales y Exactas
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientofrascatidetallado: 1.4.7 Química Análitica
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientofrascatiespecifico: 1.4 Ciencias Químicas
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescoamplio: 05 - Ciencias Físicas, Ciencias Naturales, Matemáticas y Estadísticas
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescodetallado: 0531 - Química
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescoespecifico: 053 - Ciencias Físicas
Issue Date: 2020
metadata.dc.ucuenca.volumen: Volumen 894, número 2
metadata.dc.source: Astrophysical Journal
metadata.dc.identifier.doi: 10.3847/1538-4357/ab8935
metadata.dc.type: ARTÍCULO
Abstract: 
Physico-chemical modifications induced by swift heavy ions on methane-water (CH4:H2O) ices at 15 K are analyzed. Ice films, at concentrations of (1:3) and (1:15), were irradiated by 40 MeV 58Ni11+ ions. Fourier transform transmission spectroscopy in the mid-range was used to monitor the evolution ices at 15 K as a function of projectile fluence. New IR bands appearing for the irradiated (CH4:H2O) (1:3) ice are attributed to the synthesized molecules: C3H8, HCO, H2CO, CO, CO2, H2O2, HCOOH, CH3OH, C2H5OH, and CH3CHO. For the irradiated (CH4:H2O) (1:15) ice, the abundances of the compounds containing two carbons atoms are lower than those for the (1:3) ice; in contrast, CH3OH and H2O2 abundances increase when compared to the values obtained with the (1:3) ice. After irradiation, the ices were warmed up until 110 K, when the IR spectra reveal features of complex organic molecules. The destruction and formation cross sections and the sputtering yields of the ice mixtures are estimated. These findings provide possible pathways for the occurrence of compounds rich in C, O, and H, which are indeed observed in the cold regions of the universe such as ices in grain mantles of the interstellar medium and circumstellar envelopes. © 2020. The American Astronomical Society. All rights reserved.
Description: 
Se analizan las modificaciones físico-químicas inducidas por iones pesados ​​rápidos en hielos de metano-agua (CH 4: H 2 O) a 15 K. Se irradiaron películas de hielo, a concentraciones de (1: 3) y (1:15), con iones de 40 MeV 58 Ni 11+. La espectroscopia de transmisión por transformada de Fourier en el rango medio se utilizó para monitorear la evolución de los hielos a 15 K en función de la fluencia del proyectil. Las nuevas bandas de IR que aparecen para el hielo irradiado (CH 4: H 2 O) (1: 3) se atribuyen a las moléculas sintetizadas: C 3 H 8, HCO, H 2 CO, CO, CO 2, H 2 O 2, HCOOH , CH _ {3} OH, C _ {2} H _ {5} OH y CH _ {3} CHO. Para el hielo (CH 4: H 2 O) (1:15) irradiado, la abundancia de los compuestos que contienen dos átomos de carbono es menor que la del hielo (1: 3); por el contrario, las abundancias de CH 3 OH y H 2 O 2 aumentan cuando se comparan con los valores obtenidos con el hielo (1: 3). Después de la irradiación, los hielos se calentaron hasta 110 K, cuando los espectros de infrarrojos revelan características de moléculas orgánicas complejas. Se estiman las secciones transversales de destrucción y formación y los rendimientos de pulverización catódica de las mezclas de hielo. Estos hallazgos proporcionan posibles vías para la aparición de compuestos ricos en C, O y H, que de hecho se observan en las regiones frías del universo, como los hielos en mantos de granos del medio interestelar y envolturas circunestelares.
URI: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab8935/meta
metadata.dc.ucuenca.urifuente: https://iopscience.iop.org/journal/0004-637X
ISSN: 0004-637X
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