Chemistry and photophysics of polycyclic aromatic hydrocarbons in the interstellar medium

Vorming waterstof tussen de sterren bestudeerd

Polycyclische aromatische koolwaterstoffen (polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs) zijn moleculen die veel voorkomen in het interstellaire medium. Deze PAHs zijn waarschijnlijk een belangrijke factor bij de vorming van moleculair waterstof in regio’s met hoge gas- en stoftemperaturen.

Leon Boschman heeft onderzocht hoe PAHs kunnen bijdragen aan de vorming van waterstof door een klein PAH molecuul, coroneen, bloot te stellen aan een bundel losse waterstofatomen. Hieruit bleek dat dit leidt tot de additie van waterstofatomen aan het coroneenmolecuul. Dit additie-proces wordt geremd door een thermische barrière voor iedere tweede additiereactie. Verder vond hij dat de hydrogenatietoestanden waarbij er 5, 11 of 17 extra waterstofatomen aan het coroneen gebonden waren veel stabieler zijn dan de andere toestanden.

Om te onderzoeken hoe deze moleculen de ongunstige stralingsomstandigheden in het interstellaire medium overleven, heeft Boschman coroneen met en zonder extra waterstofatomen blootgesteld aan UV-straling van het BESSY-II synchrotron in Berlijn. Uit deze experimenten blijkt dat coroneen met extra waterstof deze atomen verliest zodra het een foton absorbeert, terwijl regulier coroneen voornamelijk geïoniseerd wordt.

Als laatste heeft Boschman de experimentele resultaten gebruikt als input voor een numeriek model van een stralingsrijke gaswolk om te begrijpen hoe dit de vorming van waterstof beïnvloedt. Uit deze simulatie blijkt dat PAHs de vorming van waterstof domineren in dit type gaswolk en dat PAHs noodzakelijk zijn om de waargenomen vormingssnelheid van waterstof te verklaren.

Leon Boschman verrichtte zijn promotieonderzoek bij de afdeling Sterrenkunde van het Kapteyn Instituut met financiering van NWO. 

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/564c4d99-fc0a-4f8d-83dd-92a0dcb6c655