Experimental study of the formation and destruction of carbonates in circumstellar and interstellar environments and their impact on the oxygen depletion in the interstellar medium

星周和星际环境中碳酸盐的形成和破坏及其对星际介质耗氧影响的实验研究

基本信息

项目摘要

Carbonates are found in various astrophysical environments including circumstellar envelopes around evolved stars, protoplanetary disks, solar and extrasolar planets, and comets. Their formation and destruction in astrophysical environments is a complex interplay between different refractory and nonrefractory solids, gaseous components, and irradiation with energetic photons. Carbonates can be formed from silicates and carbonaceous material. A considerable amount of carbon and in particular of oxygen can be sequestered in such inorganic and organic carbonates, which provides a possible solution to the oxygen depletion problem in the interstellar medium. In the course of the project, we are going to simulate the formation and destruction of carbonates in the laboratory at conditions prevailing in various astrophysical environments. Inorganic and organic carbonates will be produced from carbonaceous and silicate dust analogues produced in our laboratory. The carbonation of silicates will be realized by gas phase condensation in CO2/H2O-containing atmospheres, gas-surface reactions between CO, CO2, and H2O molecules and cosmic silicate analogues, reactions of cold silicates or silicate/carbon mixtures with molecular ice composed of CO, CO2, and H2O. In addition, the effect of simultaneous ultraviolet irradiation on the carbonate formation produced from silicates either in the gas phase or at the interface grains/ice will be investigated. The exposure of carbon grains to a bombardment of oxygen atoms and a flow of CO and CO2 molecules will be used to synthesize organic carbonates. Their formation is expected to occur in two reaction steps including the formation of epoxide functional groups and their reaction into cyclic carbonates. IR spectroscopy will be used to monitor the formation of inorganic and organic carbonates in situ. The formation rates will be determined as a function of temperature covering a range between 10 K and ~400 K. IR spectroscopy, electron microscopy, and organic analyses will be used to explain the chemical and structural modifications of the silicate and carbon grains. Besides the formation rate of carbonates, their photon-induced destruction by VUV irradiation plays an important role and has to be analyzed. The results of our studies will provide us significant information on the spectral properties of cosmic carbonates and their potential role in astrochemical and astrophysical processes such as the depletion of oxygen and the formation of complex organic molecules in the interstellar medium, as well as the formation of planets.
碳酸盐存在于各种天体物理环境中,包括进化恒星周围的星周包层、原行星盘、太阳和太阳系外行星以及彗星。它们在天体物理环境中的形成和破坏是不同难熔和非难熔固体、气体成分和高能光子辐照之间复杂的相互作用。碳酸盐可以由硅酸盐和碳质材料形成。大量的碳,特别是氧可以被隔离在这种无机和有机碳酸盐中,这为星际介质中的氧耗尽问题提供了一种可能的解决方案。在项目过程中,我们将在实验室中模拟各种天体物理环境下碳酸盐的形成和破坏。无机和有机碳酸盐将从我们实验室生产的碳质和硅酸盐粉尘类似物中产生。硅酸盐的碳酸化将通过在含CO2/H2O的气氛中的气相冷凝、CO、CO2和H2O分子与宇宙硅酸盐类似物之间的气体表面反应、冷硅酸盐或硅酸盐/碳混合物与由CO组成的分子冰的反应来实现,CO2和H2O。此外,同时紫外线照射对碳酸盐的形成产生的硅酸盐无论是在气相中或在界面晶粒/冰的影响将进行调查。碳颗粒暴露于氧原子的轰击和CO和CO2分子流将用于合成有机碳酸酯。它们的形成预计在两个反应步骤中发生,包括形成环氧官能团和它们反应成环状碳酸酯。红外光谱将用于监测无机和有机碳酸盐的形成在原位。形成速率将被确定为温度的函数,覆盖10 K和~400 K之间的范围。红外光谱,电子显微镜,和有机分析将被用来解释硅酸盐和碳颗粒的化学和结构的修改。除了碳酸盐的形成速率外,真空紫外辐照对碳酸盐的光致破坏也起着重要作用,必须加以分析。我们的研究结果将为我们提供有关宇宙碳酸盐的光谱特性及其在天体化学和天体物理过程中的潜在作用的重要信息,例如星际介质中氧气的耗尽和复杂有机分子的形成,以及行星的形成。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Dr. Cornelia Jäger其他文献

Dr. Cornelia Jäger的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Dr. Cornelia Jäger', 18)}}的其他基金

Project P8: Temperature-dependent photostability and optical properties of realistic cometary ice composites
项目 P8:真实彗星冰复合材料的温度依赖性光稳定性和光学特性
  • 批准号:
    278214251
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units
Experimental Study of Diamond Formation in Astrophysical Environments
天体物理环境中钻石形成的实验研究
  • 批准号:
    281937660
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Experimental studies on the low-temperature condensation of cosmic dust in the interstellar medium
宇宙尘埃在星际介质中低温凝结的实验研究
  • 批准号:
    203319474
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
From atoms to prebiotic molecules on the surface of cosmic dust grains
从原子到宇宙尘埃颗粒表面的生命起源前分子
  • 批准号:
    504825294
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Energetic photon irradiation of carbonaceous icy grains–laboratory studies on the interstellar ice-dust interface in star-forming regions
碳质冰粒的高能光子辐照——恒星形成区星际冰尘界面的实验室研究
  • 批准号:
    468269691
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

酶响应的中性粒细胞外泌体载药体系在眼眶骨缺损修复中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82371102
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
CBP/p300-HADH轴在基础胰岛素分泌调节中的作用和机制研究
  • 批准号:
    82370798
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
糖尿病ED中成纤维细胞衰老调控内皮细胞线粒体稳态失衡的机制研究
  • 批准号:
    82371634
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Got2基因对浆细胞样树突状细胞功能的调控及其在系统性红斑狼疮疾病中的作用研究
  • 批准号:
    82371801
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    47.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Foxc2介导Syap1/Akt信号通路调控破骨/成骨细胞分化促进颞下颌关节骨关节炎的机制研究
  • 批准号:
    82370979
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
含Re、Ru先进镍基单晶高温合金中TCP相成核—生长机理的原位动态研究
  • 批准号:
    52301178
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
丁酸梭菌代谢物(如丁酸、苯乳酸)通过MYC-TYMS信号轴影响结直肠癌化疗敏感性的效应及其机制研究
  • 批准号:
    82373139
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
胆固醇合成蛋白CYP51介导线粒体通透性转换诱发Th17/Treg细胞稳态失衡在舍格伦综合征中的作用机制研究
  • 批准号:
    82370976
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
α-酮戊二酸调控ACMSD介导犬尿氨酸通路代谢重编程在年龄相关性听力损失中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82371150
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Study on prediction of profile formation processes by turbulent transport modeling of experimental fusion plasmas
实验聚变等离子体湍流输运模型预测剖面形成过程的研究
  • 批准号:
    23K03366
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Experimental and computational analysis of mechanisms of mitochondrial-cellular ROS crosstalk in the kidney in salt-sensitive hypertension
盐敏感性高血压肾脏线粒体-细胞 ROS 串扰机制的实验和计算分析
  • 批准号:
    10529290
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Experimental and computational analysis of mechanisms of mitochondrial-cellular ROS crosstalk in the kidney in salt-sensitive hypertension
盐敏感性高血压肾脏线粒体-细胞 ROS 串扰机制的实验和计算分析
  • 批准号:
    10321663
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Experimental study of coupled redox equilibria in a peridotite–metasediment–eclogite mélange and implications for diamond formation
橄榄岩-变质沉积物-榴辉岩混杂岩中耦合氧化还原平衡的实验研究及其对钻石形成的影响
  • 批准号:
    445062436
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
An Experimental Study of the Effect of Pressure on the Formation of Chromite Deposits
压力对铬铁矿矿床形成影响的实验研究
  • 批准号:
    542950-2019
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Master's
Experimental study on fossilization and nodule formation
化石化与结核形成的实验研究
  • 批准号:
    19K21898
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Mitochondrial injury interferes with endogenous renal repair in experimental renovascular disease
线粒体损伤干扰实验性肾血管疾病的内源性肾修复
  • 批准号:
    9805789
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Multiscale Modeling and Experimental Study of Defect Formation during Aluminum Alloy Solidification
铝合金凝固过程中缺陷形成的多尺度建模与实验研究
  • 批准号:
    1855491
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Comprehensive Chemical and Isotopic Characterization of Abiotic Organic Synthesis: An Experimental Study and Its Implication for Organic Formation in Hydrothermal Systems
职业:非生物有机合成的综合化学和同位素表征:实验研究及其对热液系统中有机形成的意义
  • 批准号:
    1652481
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Experimental Study of Combustion and Soot Formation of Diesel and Oxygenated Fuels
柴油和含氧燃料的燃烧和烟灰形成的实验研究
  • 批准号:
    1818013
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了