View PDF Version
 
DOI: 10.1039/A800608C (Paper) Reference Section for: Faraday Discuss., 1998, 109, 463-474

Apolar ices

(Note: The full text of this document is currently only available in the PDF Version )

Pascale Ehrenfreund, Adwin Boogert, Perry Gerakines and Alexander Tielens

Abstract

Apolar ices have been observed in several regions in dense clouds and are likely dominated by molecules such as CO and the IR inactive molecules O2 and N2. Recent ISO results showed the ubiquitous presence of abundant CO2 ice and the presence of CO2-rich ice mantles as well as strong CO2 outgassing from Comet Hale–Bopp. CO and CO2 have strong, sharp bands in the IR and their position and band width indicate not only the polar and apolar character of the ice, but also give an indication of the temperature and radiation history of grains. The study of CO and CO2 band profiles provides a powerful tool to determine the grain mantle composition, in particular the presence of solid O2 and N2, and the grain evolution in the cycle of interstellar clouds.

We consider here laboratory IR spectra of apolar ice mixtures of pure, binary and multicomponent type. We try to investigate the formation of apolar ices in the interstellar medium. We present new laboratory results which provide evidence for ice segregation in the line-of-sight towards protostars. Together with astronomical spectra taken by the ISO satellite, we show how laboratory data are currently used for the identification and abundance determination of interstellar and solar system ices.

References

  1. J. Dorschner and T. Henning, Astron. Astrophys. Rev., 1995, 6, 271 CrossRef .
  2. E. F. van Dishoeck, G. A. Blake, B. T. Draine and J. I. Lunine, in Protostars and Planets III, ed. E. H. Levy and J. I. Lunine, The University of Arizona Press, Tucson, 1993, p. 163 Search PubMed .
  3. D. C. B. Whittet, in Dust and Chemistry in Astronomy, ed. T. J. Millar and D. A. Williams, Institte of Physics Publishing, Bristol, 1993, p. 1 Search PubMed .
  4. D. C. B. Whittet, in Origins Life Evol. Biosphere, 1997, 27, 101 Search PubMed .
  5. W. A. Schutte, in The Cosmic Dust Connection, ed. J. M. Greenberg, Kluwer, Dordrecht, 1996, p. 1 Search PubMed .
  6. A. G. G. M. Tielens and D. C. B. Whittet, in Molecules in Astrophysics: Probes and Processes, ed. E. F. van Dishoeck, Kluwer, Dordrecht, 1997, p. 45 Search PubMed .
  7. J. M. Allamandola, M. P. Bernstein and S. A. Sandford, Astronomical and Biochemical Origins and the Search for Life in the Universe, ed. C. B. Cosmovici, S. Bowyer and D. Werthimer, Editrice Compositori, Bologna, 1997, p. 23 Search PubMed .
  8. A. G. G. M. Tielens, A. T. Tokunaga, T. R. Geballe and F. Baas, Astrophys. J., 1991, 381, 181 CrossRef CAS .
  9. C. J. Skinner, A. G. G. M. Tielens, M. J. Barlow and K. Justtanont, Astrophys. J., 1992, 399, L79 CAS .
  10. Th. de Graauw, D. C. B. Whittet, P. A. Gerakines, O. H. Bauer, D. A. Beintema, A. C. A. Boogert, D. R. Boxhoorn, J. E. Chiar, P. Ehrenfreund, H. Feuchtgruber, F. P. Helmich, A. M. Heras, R. Huygen, D. J. M. Kester, D. Kunze, F. Lahuis, K. J. Leech, D. Lutz, P. W. Morris, T. Prusti, P. R. Roelfsema, A. Salama, S. G. Schaeidt, W. A. Schutte, H. W. W. Spoon, A. G. G. M. Tielens, E. A. Valentijn, B. Vandenbusshe, E. F. van Dishoeck, P. R. Wesselius, E. Wieprecht and C. M. Wright, Astron. Astrophys., 1996, 315, L345 Search PubMed .
  11. P. Ehrenfreund, A. C. A. Boogert, P. Gerakines, A. G. G. M. Tielens and E. F. van Dishoeck, Astron. Astrophys., 1997, 328, 649 Search PubMed .
  12. J. E. Chiar, A. J. Adamson, T. H. Kerr and D. C. B. Whittet, Astrophys. J., 1994, 426, 240 CrossRef CAS .
  13. J. E. Chiar, A. J. Adamson, T. H. Kerr and D. C. B. Whittet, Astrophys. J., 1995, 455, 234 CrossRef CAS .
  14. L. d'Hendecourt and M. Jourdain de Muizon, Astron. Astrophys., 1989, 223, L5 Search PubMed .
  15. L. d'Hendecourt and P. Ehrenfreund, in The Role of Dust in the Formation of Stars, Springer Verlag, Berlin, 1996, p. 301 Search PubMed .
  16. S. A. Sandford, L. J. Allamandola, A. G. G. M. Tielens and L. J. Valero, Astrophys. J., 1988, 329, 498 CrossRef CAS .
  17. S. A. Sandford and L. J. Allamandola, Astrophys. J., 1990, 355, 357 CrossRef CAS .
  18. M. E. Palumbo and G. Strazzulla, Astron. Astrophys., 1993, 269, 568 Search PubMed .
  19. J. Elsila, L. J. Allamandola and S. A. Sandford, Astrophys. J., 1997, 479, 818 CrossRef CAS .
  20. P. Ehrenfreund, A. C. A. Boogert, P. A. Gerakines, D. J. Jansen, W. A. Schutte, A. G. G. M. Tielens and E. F. van Dishoeck, Astron. Astrophys., 1996, 315, L341 Search PubMed .
  21. A. J. Barnes, K. Szczepaniak and W. J. Orville-Thomas, J. Mol. Struct., 1980, 59, 39 CrossRef CAS .
  22. P. Ehrenfreund, R. Breukers, L. d'Hendecourt and J. M. Greenberg, Astron. Astrophys., 1992, 269, 431 Search PubMed .
  23. P. Ehrenfreund and E. F. van Dishoeck, Adv. Space Res., 1998, 21, 15 CrossRef CAS .
  24. P. Gerakines, W. A. Schutte, J. Greenberg and E. F. van Dishoeck, Astron. Astrophys., 1995, 296, 810 Search PubMed .
  25. D. C. B. Whittet, W. A. Schutte, A. G. G. M. Tielens, A. C. A. Boogert, T. de Graauw, P. Ehrenfreund, P. A. Gerakines, F. P. Helmich, T. Prusti and E. F. van Dishoeck, Astron. Astrophys., 1996, 315, L357 Search PubMed .
  26. E. F. van Dishoeck, F. P. Helmich, T. de Graauw, J. H. Black, A. C. A. Boogert, P. Ehrenfreund, P. A. Gerakines, J. H. Lacy, T. J. Millar, W. A. Schutte, A. G. G. M. Tielens, D. C. B. Whittet, D. R. Boxhoorn, D. J. M. Kester, K. Leech, P. R. Roelfsema, A. Salama and B. Vandenbussche, Astron. Astrophys., 1996, 315, L349 Search PubMed .
  27. J. Crovisier, T. Y. Brooke, M. S. Hanner, H. U. P. L. Keller, B. Altieri, D. Bockelée-Morvan, L. Jorda, K. Leech and E. Lellouch, Astron. Astrophys., 1996, 315, L385 Search PubMed .
  28. J. Crovisier, K. Leech, D. Bockelée-Morvan, T. Y. Brooke, M. S. Hanner, B. Altieri, H. U. Keller and E. Lellouch, Science, 1997, 275, 1904 CrossRef CAS .
  29. G. F. Mitchell, J. P. Maillard and M. Allen, Astrophys. J., 1990, 363, 554 CrossRef CAS .
  30. A. Poglitsch, F. Herrmann, R. Genzel, S. C. Madden, T. Nikola, R. Timmermann, N. Geis and G. J. Stacey, Astrophys. J., 1996, 462, L43 CAS .
  31. J. P. Baluteau, P. Cox, J. Cernicharo, D. Pequignot, E. Caux, T. Lim, B. Swinyard, G. White, M. Kessler, T. Prusti, M. Barlow, P. E. Clegg, R. J. Emery, I. Furniss, W. Glencross, C. Gry, M. Joubert, R. Liseau, B. Nisini, P. Saraceno, G. Serra, C. Armand, M. Burgdorf, A. Digiorgio, S. Molinari, M. Price, D. Texier, S. Sidher and N. Trams, Astron. Astrophys., 1997, 322, L33 Search PubMed .
  32. E. F. van Dishoeck and F. P. Helmich, Astron. Astrophys., 1996, 315, L177 Search PubMed .
  33. J. H. Lacy, R. Knacke, T. R. Geballe and A. T. Tokunaga, Astrophys. J., 1994, 428, L69 CAS .
  34. L. d'Hendecourt, M. Jourdain de Muizon, E. Dartois, M. Breitfellner, P. Ehrenfreund, J. Benit, F. Boulanger, J. L. Puget and H. J. Habing, Astron. Astrophys., 1996, 315, L365 Search PubMed .
  35. M. S. Womack, S. Wykoff and L. M. Ziurys, Astrophys. J., 1992, 401, 728 CrossRef CAS .
  36. C. de Boisanger, F. P. Helmich and E. F. van Dishoeck, Astron. Astrophys., 1996, 310, 315 Search PubMed .
  37. J. E. Chiar, P. A. Gerakines, D. C. B. Whittet, Y. J. Pendleton, A. G. G. M. Tielens, A. J. Adamson and A. C. A. Boogert, Astrophys. J., 1998, 498, 716 CrossRef CAS .
  38. B. Vanderbussche, P. Ehrenfreund, A. C. A. Boogert, E. F. van Dishoeck, W. A. Schutte, P. A. Gerakines, J. Chiar, A. G. G. M. Tielens, D. C. B. Whittet, M. Breitfellner and M. Burgdorf, Astron. Astrophys. Lett., 1998, in preparation Search PubMed .
  39. A. G. G. M. Tielens and W. Hagen, Astron. Astrophys., 1982, 114, 245 Search PubMed .
  40. A. Sternberg, A. Dalgarno and S. Lepp, Astrophys. J., 1987, 320, 676 CrossRef CAS .
  41. M. E. Palumbo, G. A. Baratta, J. R. Brucato, A. C. Castorina, M. A. Satorre and G. Strazzulla, Astron. Astrophys., 1998, 334, 247 Search PubMed .
  42. T. C. Teixera, J. P. Emerson and M. E. Palumbo, Astron. Astrophys., 1998, 330, 711 Search PubMed .
  43. D. C. B. Whittet, P. A. Gerakines, A. G. G. M. Tielens, A. J. Adamson, A. C. A. Boogert, J. E. Chiar, Th. de Graauw, P. Ehrenfreund, T. Prusti, W. A. Schutte, B. Vandenbussche and E. F. van Dishoeck, Astrophys. J., 1998, in press Search PubMed .
  44. P. A. Gerakines et al., Astrophys. J., 1998, in preparation Search PubMed .
  45. A. C. A. Boogert, P. Ehrenfreund, P. A. Gerakines, A. G. G. M. Tielens, D. C. B. Whittet, W. A. Schutte, E. F. van Dishoeck and Th. de Graauw, Astron. Astrophys., 1998, in preparation Search PubMed .
  46. J. M. Greenberg, in Comets, ed. L. L. Wilkening, University of Arizona Press, Tucson, 1982, p. 131 Search PubMed .
  47. M. J. Mumma, M. A. Di Santi, N. Dello Russo, M. Fomenkova, K. Magee-Sauer, C. D. Kaminski and D. X. Xie, Science, 1996, 272, 1310 CAS .
  48. W. M. Irvine, D. Bockelée-Morvan, D. C. Lis, H. E. Matthews, N. Biver, J. Crovisier, J. K. Davies, W. R. Dent, D. Gautier, P. D. Godfrey, J. Keene, A. J. Lovell, T. C. Owen, T. G. Phillips, H. Rauer, F. P. Schloerb, M. Senay and K. Young, Nature (London), 1996, 383, 418 CAS .
  49. T. Y. Brooke, A. T. Tokunaga, H. A. Weaver, J. Crovisier, D. Bockelée-Morvan and D. Crisp, Nature (London), 1996, 383, 606 CrossRef .
  50. P. Ehrenfreund, L. d'Hendecourt, E. Dartois, M. Jourdain de Muizon, M. Breitfellner, J. L. Puget and H. J. Habing, Icarus, 1997, 130, 1 CrossRef CAS .
Click here to see how this site uses Cookies. View our privacy policy here.