Гелиогеофизические исследования в Арктике: сборник трудов всероссийской конференции, Мурманск, 19-23 сент. 2016г. Апатиты, 2016.
согласно [Golde et al, 1989; Herron, 1999] приведены на рис. 1. Квантово-химические расчеты в [Sharipov et al, 2016] были выполнены для исследования процесса (8). Авторы показали, что реакция N2(A3£U+) с метаном СН4 может приводить к гашению метастабильного азота NiCA3^*) с диссоциацией молекулы метана и образованием Н и СН3. Колебательные населенности N2(A3X1U+) и СО(а3П) в атмосфере Титана Аналогично процессу (1) потоки высокоэнергичных электронов при столкновениях с молекулами угарного газа приводят к возбуждению электронных оболочек СО. Рассмотрим здесь процессы возбуждения нижайшего по энергии триплетного состояния СО фотоэлектронами в атмосфере Титана: е + СО(Х'Г>=0) -> С0(а3п,ѵ>0) + е (9) В настоящей работе мы используем потоки фотоэлектронов в атмосфере Титана согласно [ Campbell et al., 2010] для того, чтобы рассчитать скорости процессов (1) и (9). Поперечные сечения возбуждения триплетных состояний N2и СО при столкновении с электронами берутся согласно Itikawa [2006,2015]. Результаты расчета концентраций N2(A3I u+,v=0-15) на высотах 900 и 700 км в атмосфере Титана показаны на рис.2. При расчете были использованы все константы процессов, представленные на рис. 1. Концентрации молекулярного азота в атмосфере Титана брались согласно [Fulchignoni et al, 2005; Lavvas et al., 2015]. Кроме того, полагалось, что [СН4]=0.03- [N2] и [СО]=3.2-10“”’•[N2] [Lopez-Valverde et al., 2005]. На рис.2 также показаны вклады: 1) прямого возбуждения состояния А3£„+фотоэлектронами при столкновениях (1), 2) возбуждения триплетных состояний B3n g, W3A„, В ,3£„“, С3ПЦпри столкновениях (1) и каскадных переходов (2 а-в, 3). Как видно из рис. 2, для нижних колебательных уровней состояния А3£и+ определяющими в накачке являются каскадные процессы с вышележащих триплетных состояний. С ростом колебательного номера прямое возбуждение А3Х / фотоэлектронами становится доминирующим и вкладом других триплетных состояний можно пренебречь. Кинетикаметастабильногомолекулярного азота на высотах верхних атмосфер планет солнечной системы Рисунок 2. Рассчитанные колебательные населенности N2(A3Su+,v=0-15) на высотах 900 и 700 км в атмосфере Титана (сплошные линии). Вклады прямого возбуждения А3Еи+ состояния фотоэлектронами и каскадных процессов с других триплетных состояний - крестики и кружочки, соответственно. Аналогично результаты расчета концентраций С0(а3п,ѵ=0-10) на высотах 900 и 700 км в атмосфере Титана представлены на рис.З. Расчет проводился для двух случаев: 1) возбуждение триплетных состояний молекулярного азота фотоэлектронами (процесс (1)), перенос энергии возбуждения с триплетных состояний на состояние А3£ и+при спонтанных излучательных переходах (8а-в,9), возбуждение триплетного состояния СО при межмолекулярном процессе переноса энергии (4); 2) прямое возбуждение состояния а3П монооксида углерода фотоэлектронами (процесс (9)). Как видно из рис.З, вклад межмолекулярного процесса переноса электронного возбуждения (4) в накачку а3П состояния СО для колебательных уровней ѵ=0-4 является определяющим на высоте 700 км ([N2]=2.5-1012см“3). На высоте 900 км ([N2]=0.8- 10й см-3) относительный вклад межмолекулярного процесса (4) значительно уменьшается, а с дальнейшим ростом высоты и уменьшением плотности атмосферы им можно пренебречь при сравнении с процессом возбуждения СО(а3П) фотоэлектронами (9). Заключение Проведены расчеты колебательных населенностей молекул N2(A3£ u+,v=0-15) и С0(а3п,ѵ=0-10) в атмосфере с доминированием 1М2-газа и добавкой СН4 и СО (атмосфера Титана) при концентрациях молекулярного азота [N2]=10u -1013 см -3 и [CH4]=0.03 [N2], [СО]= 3.2-10 [N2]. Расчеты учитывали возбуждение триплетных 32
Made with FlippingBook
RkJQdWJsaXNoZXIy MTUzNzYz