Molekülbildung und Infrarotemission in schnellen interstellaren Schocks. I Physikalische Prozesse

Die Arbeit analysiert die Struktur schneller Schocks, die auf interstellaren Gas mit einer Umgebungsdichte von 10 bis 10 hoch 7 pro cm³ treffen, und konzentriert sich dabei auf die Probleme der Bildung und Zerstörung von Molekülen sowie der Infrarotemission im abkühlenden, neutralen Nachshockgas. Es wird festgestellt, dass solche schnellen Schocks anfänglich fast alle vorbestehenden Moleküle dissociieren. Die Diskussion umfasst die physikalischen Prozesse, die die Nachshockstruktur zwischen 10 hoch 4 und 10 hoch 2 K bestimmen. Es wird gezeigt, dass die Chemie der wichtigen molekularen Kühlmittel H2, CO, OH und H2O sowie HD und CH auf eine relativ kleine Menge von Gasphasen- und Kornoberflächenreaktionen reduziert ist. Außerdem folgt die Chemie der langsamen Umwandlung von atomarem Wasserstoff in H2, die hauptsächlich auf Kornoberflächen erfolgt. Die Abhängigkeit dieser H2-Bildungsrate von Korn- und Gastemperaturen wird untersucht und das Überleben von Körnern hinter schnellen Schocks wird diskutiert. Nachshockerwärmungs- und -abkühlungsraten werden berechnet und eine geeignete, analytische, universelle Kühlfunktion für Moleküle außer Wasserstoff entwickelt, die Opazitäten sowohl vom Staub als auch von den Linien umfasst.