AA 天文学的发展 1687 - 7977 1687 - 7969 Hindawi出版公司 10.1155 / 2015/846840 846840年 研究文章 使用分子参数评价有效温度的太阳黑子的阿尔夫 Balachandrakumar K。 1 拉贾 V。 2 Karthikeyan B。 1 Bagare s P。 3 Rajamanickam N。 4 海恩斯 迪安 1 物理系 Kamaraj工程与技术学院 Virudhunagar 626 001 印度 kcetvnr.org 2 物理系 采访政府艺术学院 Sivagangai 630 560 印度 rdgacollege.in 3 印度天体物理学研究所 班加罗尔560 034 印度 iiap.res.in 4 物理研究中心 V.H.N.S.NCollege Virudhunagar 626 001 印度 vhnsnc.edu.in 2015年 29日 1 2015年 2015年 09年 09年 2014年 04 12 2014年 15 12 2014年 29日 1 2015年 2015年 版权©2015 K。Balachandrakumar et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

天体的物理条件可以使用原子或分子的光谱分析的对象。目前的工作重点是天体物理学重要分子的光谱分析阿尔夫。评估Franck-Condon (FC)和因素 r -centroids是通过数值积分过程中使用合适的势能曲线 C 1 Σ + - - - - - - 一个 1 Σ + , b 3 Σ + - - - - - - 一个 3 Π r , c 3 Σ - - - - - - 一个 3 Π r , f 3 Π - - - - - - 一个 3 Π r 乐队的阿尔夫分子体系。讨论了各种乐队的强度的帮助下派生的FC因素。乐队退化和势能曲线的性质进行了研究 r 质心值。太阳黑子的振动温度估计约1220±130 K的温度范围内报道的寒冷的太阳黑子。

1。介绍

阿尔夫分子在各种天体物理学的存在已经被不同的研究人员证实来源。例如,Cernicharo [ 1]和特纳[ 2)确定阿尔夫的存在分子的信封最聪明的IRC + 10216 c的发展对象。阿尔夫分子物种被发现的气体或尘埃信封渐近大分支(AGB)明星 3]。关于高频光谱的红巨星,阿尔夫在IRC + 10216的存在表明,大量的氟元素存在于恒星内部信封和氦壳生产的闪光,而不是在爆炸性的核合成( 4]。特纳( 2)预测,阿尔夫分子必须有一个在热化学平衡发生在密集的地区,热,内层的恒星大气的信封。Sauval和泰特姆 5)报道,阿尔夫分子可能存在的恒星和彗星光谱。

根据Joshi et al。 6),阿尔夫的分子可能会出现在太阳黑子本影的气氛。沃尔( 7]研究了太阳黑子光谱对各种双原子分子的识别和发现100行阿尔夫分子。Bagare et al。 8)做了一个广泛的寻找阿尔夫分子光谱的太阳黑子和证实了他们的存在。借助电子振动的转移概率参数,比如Franck-Condon (FC)因素, r -centroids、相对强度、振子强度和振动温度双原子分子的物种,光谱技术可以非常有用的分子线的识别和估计的相对丰度的物种在天体物理资源。一些工人因此进行理论研究提供这些参数双原子分子的重要性不仅在天体物理学中,而且在气体动力学、燃烧过程,等等 9- - - - - - 11]。

Franck-Condon因素的文献报道 r -centroids的 b 3 Σ + - - - - - - 一个 Π 3 r , c Σ 3 - - - - - - 一个 Π 3 r f Π 3 - - - - - - 一个 Π 3 r 带系统的阿尔夫分子不是。Murty [ 12]报道了FC因素和局部数组 r -centroids为 C Σ 1 + - - - - - - 一个 Σ 1 + 带系统。本研究关注的是完整的FC因素和数组 r -centroids使用实验振动水平和振动源使用的温度带的相对强度。

2。理论和计算方法 2.1。Franck-Condon因素和< inline-formula > < mml:数学xmlns: mml = " http://www.w3.org/1998/Math/MathML " id = " M14 " > < mml: mrow > < mml: mi > r < / mml: mi > < / mml: mrow > < / mml:数学> < / inline-formula > -Centroids

振动带的强度在带系统的双原子分子振动级别的控制主要是通过人口过渡的发生和FC因子( v v 广场)被定义为模的振动重叠积分( 10] (1) ν ν ′′ = ψ ν ψ ν ′′ d r 2 = ψ ν ψ ν ′′ 2 , 在哪里 v v ′′ 振动量子数和 ψ ν ψ ν 是上下的振动波函数,分别。

r -centroids r - - - - - - ν ν 被认为是加权平均对吗 ψ ν ψ ν 的范围 r 值的分子在这两个州 ν - - - - - - ν ′′ 过渡。的形式 r - - - - - - ν ν ′′ 可以表示为( 10] (2) r - - - - - - ν ν ′′ = ψ ν r ψ ν ′′ ψ ν ψ ν ′′ 使用分子常数[ 13表中提到的) 1,电子态的势能曲线 一个 , C , 一个 , b , c f 阿尔夫分子的构建首先使用莫尔斯( 14)和Rydberg-Klein里斯(RKR) [ 15)功能。势能曲线的转折点终于呈现在表 2- - - - - - 7,势能曲线来源于莫尔斯函数与RKR曲线吻合良好。莫尔斯势可以产生可靠的FC和因素 r -centroids乐队的电子跃迁涉及低振动量子数( 16]。

分子常数取自Huber和赫兹伯格的编译 13阿尔夫分子的电子态。

状态 ω e (cm−1) ω e x e (cm−1) ω e y e (cm−1) α e β e r e (一)
C 938.22 5.09 −0.017 0.00480 0.58992 1.6010
一个 803.94 5.99 −0.050 0.00534 0.55640 1.6485
f 938.90 5.90 - - - - - - 0.00480 0.59355 1.5961
c 933.66 4.81 - - - - - - 0.00457 0.58861 1.6028
b 786.37 7.64 −0.009 0.00650 0.56280 1.6391
一个 827.80 3.90 - - - - - - 0.00453 0.55703 1.6476

分子振动的转折点 C 阿尔夫的状态。

v G ( v ) 在cm中−1 莫尔斯 RKR
r 马克斯 在一个 r 最小值 在一个 r 马克斯 在一个 r 最小值 在一个
0 467.83 1.661 1.547 1.661 1.547
1 1395.82 1.709 1.511 1.709 1.512
2 2313.47 1.744 1.488 1.745 1.489
3 3220.69 1.775 1.469 1.777 1.471
4 4117.37 1.802 1.454 1.805 1.457
5 5003.41 1.828 1.441 1.830 1.444

分子振动的转折点 一个 阿尔夫的状态。

v G ( v ) 在cm中−1 莫尔斯 RKR
r 马克斯 在一个 r 最小值 在一个 r 马克斯 在一个 r 最小值 在一个
0 400.47 1.714 1.591 1.714 1.591
1 1192.26 1.767 1.553 1.768 1.553
2 1971.63 1.807 1.528 1.807 1.529
3 2738.27 1.841 1.510 1.842 1.510
4 3491.88 1.873 1.494 1.874 1.494
5 4232.15 1.902 1.481 1.903 1.481
6 4958.80 1.930 1.469 1.932 1.469
7 5671.52 1.957 1.459 1.959 1.458
8 6370.00 1.983 1.449 1.983 1.448

分子振动的转折点 b 阿尔夫的状态。

v G ( v ) 在cm中−1 莫尔斯 RKR
r 马克斯 在一个 r 最小值 在一个 r 马克斯 在一个 r 最小值 在一个
0 391.27 1.706 1.581 1.706 1.581
1 1162.33 1.761 1.543 1.761 1.544
2 1981.03 1.803 1.520 1.803 1.520
3 2658.31 1.839 1.501 1.839 1.502
4 3383.13 1.873 1.487 1.873 1.487
5 4092.42 1.905 1.473 1.905 1.474
6 4786.14 1.935 1.463 1.935 1.462
7 5464.22 1.965 1.453 1.965 1.452
8 6126.62 1.995 1.444 1.994 1.443

分子振动的转折点 c 阿尔夫的状态。

v G ( v ) 在cm中−1 莫尔斯 RKR
r 马克斯 在一个 r 最小值 在一个 r 马克斯 在一个 r 最小值 在一个
0 465.63 1.663 1.549 1.663 1.549
1 1389.67 1.711 1.512 1.711 1.513
2 2304.09 1.746 1.489 1.747 1.490
3 3208.89 1.776 1.470 1.777 1.472
4 4104.07 1.804 1.455 1.806 1.457

分子振动的转折点 f 阿尔夫的状态。

v G ( v ) 在cm中−1 莫尔斯 RKR
r 马克斯 在一个 r 最小值 在一个 r 马克斯 在一个 r 最小值 在一个
0 467.98 1.656 1.542 1.656 1.543
1 1395.08 1.705 1.507 1.705 1.507

分子振动的转折点 一个 阿尔夫的状态。

v G ( v ) 在cm中−1 莫尔斯 RKR
r 马克斯 在一个 r 最小值 在一个 r 马克斯 在一个 r 最小值 在一个
0 412.93 1.711 1.590 1.712 1.590
1 1232.93 1.762 1.551 1.763 1.552
2 2045.13 1.798 1.526 1.801 1.528
3 2849.53 1.831 1.506 1.833 1.509
4 3646.13 1.859 1.490 1.863 1.493
5 4434.93 1.886 1.476 1.890 1.480
6 5215.93 1.911 1.463 1.916 1.469
7 5989.13 1.935 1.452 1.941 1.458
8 6754.53 1.958 1.442 1.964 1.448

FC因子的计算使用的是贝茨的数值积分方法( 16)和Urena等的详细过程。 17]。莫尔斯波函数计算的间隔0.01 r 从1.42到2.01,从1.42到2.01,从1.44到1.88,1.49和1.82,对于每一个观察到的每个状态的振动水平 C - - - - - - 一个 , b - - - - - - 一个 , c - - - - - - 一个 , f - - - - - - 一个 阿尔夫的分子。FC因素 ν ν ′′ r -centroids r - - - - - - ν ν ′′ 计算数值积分的积分( 1)和( 2)的乐队 C - - - - - - 一个 , b - - - - - - 一个 , c - - - - - - 一个 , f - - - - - - 一个 阿尔夫分子和结果表 8- - - - - - 11与可用波长 λ ν ν ′′ ( 18- - - - - - 20.所有乐队系统)。

Franck-Condon因素和 r -centroids的 C Σ + 1 - - - - - - 一个 Σ + 1 乐队的阿尔夫分子体系。

ν = 0 ν = 1 ν = 2 ν = 3 ν = 4 ν = 5 ν = 6 ν = 7 ν = 8
ν = 0 (一) (我) 0.714 0.236 0.044 0.006 0.001
(2) 0.717 0.234 0.043 - - - - - - 0.001
(b) (我) 1.629 1.562 1.494 1.423 1.349 1.271 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
(2) 1.628 1.560 1.483 - - - - - - 1.346 1.282 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
(c) 7245.9 7686.2 8175.4 - - - - - - - - - - - - 2040.0 - - - - - - - - - - - - - - - - - -

ν = 1 (一) (我) 0.243 0.303 0.322 0.107 0.022 0.004 0.001
(2) 0.241 0.312 0.320 0.102 0.020 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
(b) (我) 1.706 1.638 1.574 1.508 1.439 1.368 1.293 - - - - - - - - - - - -
(2) 1.705 1.640 1.573 1.499 1.394 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
(c) 6789.9 7174.9 7599.2 8068.8 8590.8 8461.7 - - - - - - - - - - - - - - - - - -

ν = 2 (一) (我) 0.039 0.346 0.084 0.306 0.166 0.048 0.010 0.001
(2) 0.038 0.343 0.096 0.310 0.159 0.043 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
(b) (我) 1.778 1.716 1.645 1.586 1.522 1.455 1.386 1.404 1.334
(2) 1.780 1.715 1.651 1.586 1.515 1.425 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
(c) 6392.3 6732.1 7104.2 7512.8 7963.3 8461.7 8334.5 - - - - - - - - - - - -

ν = 3 (一) (我) 0.004 0.101 0.345 0.004 0.232 0.206 0.081 0.022 0.004
(2) 0.004 0.096 0.350 - - - - - - 0.247 0.199 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
(b) (我) 1.847 1.787 1.725 1.634 1.597 1.535 1.471 1.404 1.334
(2) 1.857 1.789 1.725 - - - - - - 1.599 1.531 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
(c) 6036.9 6345.3 6674.5 - - - - - - 7426.9 7858.7 8334.5 - - - - - - - - - - - -

ν = 4 (一) (我) 0.015 0.166 0.282 0.013 0.142 0.216 0.116 0.038
(2) - - - - - - 0.157 0.299 - - - - - - 0.166 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
(b) (我) 1.915 1.855 1.796 1.735 1.690 1.608 1.549 1.486 1.422
(2) 1.938 - - - - - - 1.799 1.735 - - - - - - 1.611 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
(c) - - - - - - - - - - - - 6298.1 6616.8 - - - - - - 7341.5 7755.2 8211.1 - - - - - -

ν = 5 (一) (我) 0.002 0.035 0.220 0.191 0.064 0.062 0.196 0.144
(2) - - - - - - - - - - - - 0.210 0.222 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
(b) (我) 1.981 1.922 1.863 1.805 1.744 1.692 1.618 1.562 1.502
(2) 2.025 - - - - - - - - - - - - 1.808 1.745 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
(c) - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6251.4 6559.5 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8093.6

(一) ν ν :(1)本研究;(2)Murty (1977) ( 12),(b) r - - - - - - ν ν (一),(c) λ ν ν (一)和∗: ν ν = 0

Franck-Condon因素和 r -centroids的 b Σ + 3 - - - - - - 一个 Π r 3 乐队的阿尔夫分子体系。

ν = 0 ν = 1 ν = 2 ν = 3 ν = 4 ν = 5 ν = 6 ν = 7 ν = 8
ν = 0 (一) 0.995 0.005
(b) 1.649 1.028
(c) 5681.0 - - - - - -

ν = 1 (一) 0.005 0.990 0.003
(b) 2.242 1.660 1.521
(c) - - - - - - 5697.1 - - - - - -

ν = 2 (一) 0.004 0.990 0.005
(b) 2.579 1.671 1.585
(c) - - - - - - 5715.1 - - - - - -

ν = 3 (一) 0.003 0.989 0.009
(b) 1.698 1.683 1.655
(c) - - - - - - 5735.3 - - - - - -

ν = 4 (一) 0.005 0.974 0.014
(b) 1.767 1.693 1.725
(c) - - - - - - 5758.4 - - - - - -

ν = 5 (一) 0.008 0.938 0.021 0.023
(b) 1.841 1.703 2.540 1.790
(c) - - - - - - 5782.9 - - - - - - - - - - - -

ν = 6 (一) 0.011 0.036 0.871 0.046 0.034
(b) 1.930 1.234 1.711 2.334 1.847
(c) - - - - - - - - - - - - 5809.3 - - - - - - - - - - - -

ν = 7 (一) 0.010 0.083 0.768 0.078
(b) 2.056 1.401 1.716 2.225
(c) - - - - - - - - - - - - 5837.9 - - - - - -

ν = 8 (一) 0.002 0.007 0.155 0.625
(b) 1.620 2.286 1.504 1.717
(c) - - - - - - - - - - - - 5869.0

(一) ν ν ,(b) r - - - - - - ν ν (一),(c) λ ν ν (一)和∗: ν ν = 0

Franck-Condon因素和 r -centroids的 c Σ + 3 - - - - - - 一个 Π r 3 乐队的阿尔夫分子体系。

ν = 0 ν = 1 ν = 2 ν = 3 ν = 4
ν = 0 (一) 0.751 0.215 0.032 0.003
(b) 1.628 1.556 1.476 1.376
(c) 3608.2 3702.4 - - - - - - - - - - - -

ν = 1 (一) 0.216 0.380 0.314 0.079 0.011
(b) 1.713 1.636 1.566 1.488 1.393
(c) 3492.2 3592.1 3702.4 - - - - - - - - - - - -

ν = 2 (一) 0.031 0.317 0.161 0.335 0.129
(b) 1.785 1.723 1.642 1.574 1.499
(c) - - - - - - 3480.8 - - - - - - 3687.1 - - - - - -

ν = 3 (一) 0.003 0.078 0.343 0.048 0.308
(b) 1.864 1.795 1.734 1.642 1.584
(c) - - - - - - 3469.6 - - - - - - 3672.2

ν = 4 (一) 0.009 0.128 0.320 0.004
(b) 1.874 1.805 1.744 1.597
(c) - - - - - - - - - - - - 3458.6 - - - - - -

(一) ν ν ,(b) r - - - - - - ν ν (一),(c) λ ν ν (一)和∗: ν ν = 0

Franck-Condon因素和 r -centroids的 f Π 3 - - - - - - 一个 Π 3 r 乐队的阿尔夫分子体系。

ν = 0 ν = 1 ν = 2
ν = 0 (一) 0.686 0.251 0.053
(b) 1.626 1.562 1.501
(c) 2592.2 2648.6 - - - - - -

ν = 1 (一) 0.268 0.271 0.312
(b) 1.698 1.636 1.570
(c) 2531.0 2584.5 2639.6

(一) ν ν ,(b) r - - - - - - ν ν (一)和(c) λ ν ν (一)。

2.2。变化的电子跃迁矩和乐队的力量

的帮助下和FC因素 r -centroids,可以确定振动乐队的乐队的力量使用的关系 (3) p ν ν ′′ = R e 2 r - - - - - - ν ν ′′ ν ν ′′ , 在哪里 R e 2 ( r - - - - - - ν ν ′′ ) 是电子的变化转变的时刻。数学上的强度( ν ν )的分子带电子跃迁发射( v - - - - - - v )被编写为 9] (4) ν ν ′′ = D N ν E ν ν ′′ 4 p ν ν ′′ , 在哪里 D 是一个常数部分根据仪器的几何和 N ν 水平的人口吗 ν E ν ν ′′ 量子的能量。

在目前的研究中,强度( ν ν ′′ ) ( 0,0 ) , ( 0 1 ) , ( 0,2 ) , ( 1,0 ) , ( 1,- 1 ) , ( 1、2 ) , ( 1、3 ) , ( 2、1 ) , ( 3、2 ) 乐队和雨果(据·诺 21)用于评估电子跃迁矩与核间距离变化带系统 C - - - - - - 一个 阿尔夫。的一块 E - - - - - - 4 / v v ′′ 1 / 2 r - - - - - - ν ν ′′ 收益率的变化 R e xxx r - - - - - - ν ν ′′ 在一个进程。将所有进程在同一纵坐标,特纳的重新调节过程和尼科尔斯( 22被采用。一块的新值 R e = E - - - - - - 4 / v v ′′ 1 / 2 r - - - - - - ν ν ′′ 如图 1为 C - - - - - - 一个 乐队的阿尔夫体系。最小二乘法适合产量 (5) R e r = const。 × 1 - - - - - - 1.73 r + 0.10 r 2 - - - - - - 0.19 r 3 1.49 一个 r 1.73 一个 标准偏差为0.63。的形式 R e ( r ) 由( 5)采用结合( 3使用计算)来计算乐队的优势 v v ′′ 值。乐队的优势已经被假设的价值相对比例最强烈的乐队 ( 0,0 ) 作为一个。相对乐队优势评估使用的关系 年代 v v ′′ = p v v ′′ / p 00

的变化 R e r 阿尔夫( C - - - - - - 一个 )带系统。

2.3。有效的振动温度

振动量子 G ( v ) 计算从 (6) G v = ω e v + 1 2 - - - - - - ω e x e v + 1 2 1 / 2

使用相对乐队的优势 年代 v v ′′ = p v v ′′ / p 00 ,( 4)成为 (7) E - - - - - - 4 v v ′′ = D N v p 00 年代 v v ′′ N v = N 0 经验值 ( - - - - - - h c / k T ) G ( v ) ,( 7)成为 23] (8) ln v ′′ E - - - - - - 4 v v ′′ v ′′ 年代 v v ′′ = 常量 × - - - - - - h c k T G v , 在哪里 h 木板是常数, c 光的速度, k 玻尔兹曼常数, T 是有效的振动源的温度。

的一块 ln ( v ′′ ( E - - - - - - 4 ) v v ′′ / v ′′ 年代 v v ′′ ] G ( v ) 在图 2显示了一个线性相关。由最小二乘法拟合斜率和振动温度决定 T 评估和讨论在接下来的部分。

的情节 ln ( v ′′ ( E - - - - - - 4 ) v v ′′ / v ′′ 年代 v v ′′ ] G ( v ) 为阿尔夫 ( C - - - - - - 一个 ) 带系统。

3所示。结果与讨论

在的情况下 C - - - - - - 一个 乐队系统FC因素清单 ( 0,0 ) , ( 0 1 ) , ( 1,0 ) , ( 1,- 1 ) , ( 1、2 ) , ( 2、1 ) , ( 2、3 ) , ( 2、4 ) , ( 3、2 ) , ( 3、4 ) , ( 3、5 ) , ( 4、2 ) , ( 4、3 ) , ( 4、5 ) , ( 4、6 ) , ( 5、3 ) , ( 5、4 ) , ( 5、7 ) , ( 5、8 ) 乐队是强烈的。在的情况下 b - - - - - - 一个 阿尔夫的乐队系统分子,FC因素表明, Δ ν = 0 序列乐队更强烈和所有其他乐队相对较弱。的FC因素 c - - - - - - 一个 f - - - - - - 一个 带系统说明 Δ ν = 0 序列乐队明显强烈的紧随其后 Δ ν = ± 1 序列的乐队。

r 质心值增加的 C - - - - - - 一个 , c - - - - - - 一个 f - - - - - - 一个 阿尔夫的带系统,因为 r e < r e ′′ 与波长的减少预计的紫色带系统退化。为 b - - - - - - 一个 带系统, r -centroids值随波长的增加预计在红色退化带系统。

序列的差异是发现常数0.01近四个带系统的阿尔夫分子。为 C - - - - - - 一个 带系统,不同序列是不同的从0.002到0.056。这表明潜力不是很宽。的 r 质心值 ( 0,0 ) 略大于过渡 r e + r e ′′ / 2 带系统的阿尔夫分子意味着潜力不是很不和谐的。

振动源的温度 C - - - - - - 一个 乐队系统估计 1220年 ± 130年 K和黑子在寒冷的温度范围。确认阿尔夫分子在光谱太阳黑子的存在,仔细研究太阳黑子本影的光谱的波长区域4400 - 9000进行了寻找阿尔夫分子的存在行不同的乐队系统( 8]。的存在在太阳黑子数转换的阿尔夫分子光谱证实共有602旋转线。旋转温度的 D - - - - - - 一个 带系统 1240年 ± 120年 K。因此清除的振动温度评估本研究报道旋转温度是一致的。

4所示。结论

目前的工作评估FC因素和转移概率参数 r -centroids主要影响振动强度的乐队。使用派生的转移概率参数,波长的乐队,乐队的阿尔夫体系分子的振动温度决定。自从阿尔夫分子振动温度与太阳黑子报道发现,温度,目前确认的工作作为额外的支持阿尔夫分子在太阳黑子。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者感谢审稿人的宝贵建议和建设性的评论。作者(k . Balachandrakumar和b . Karthikeyan)还要感谢Kamaraj管理工程与技术学院的支持和鼓励从事研究。

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