Interstellar ice analogs: energy transfer, photodesorption and photochemistry

Héctor Carrascosa de Lucas

Astrophysics Department

Year 2022

This thesis is divided into four different parts. An introduction to the cycle of the interstellar matter, and the state-of-the-art related to the study of astrophysical ices is provided in Chapter 1. Chapter 2 develops the experimental conditions and techniques applied throughout this thesis. Remaining sections present the main results.
Chapters 3, 4 and 5 are related to the study of photon-induced desorption processes and mechanisms. Chapter 3 presents novel results related to the physical behaviour of CO ice samples, studying its photodesorption as a function of the angle of deposition of the different samples. Chapter 4 is focused on the study of the CO ice structure at temperatures well below its crystallization. Molecular disorder served to explain the decrease in the photodesorption yield at increasing temperatures found in previous works. Deepening on the photodesorption of CO ice, Chapter 5 studies photodesorption of different species, such as N2 , O2 , CO2 and CO, from binary ices made from 13CO:N2 and 13CO2:N2….

Análogos de hielo interestelar: transferencia de energía, fotodesorción y fotoquímica

Esta tesis se divide en cuatro partes. La primera de ellas contiene los dos primeros capítulos. El Capítulo 1 presenta una introducción al ciclo de la materia en el medio interestelar, así como el estado del arte relacionado con el estudio de hielos de interés astrofísico. El Capítulo 2 desarrolla las condiciones experi-
mentales y las técnicas empleadas a lo largo de la tesis doctoral. Las siguientes partes detallan los resultados obtenidos.
Los Capítulos 3, 4 y 5 están relacionados con el estudio de los procesos y mecanismos que conducen a la desorción de moléculas inducida por fotones. En concreto, el Capítulo 3 presenta los resultados relacionados con el comportamiento físico de hielos formados por CO, estudiando su fotodesorción
en función del ángulo de deposición. El Capítulo 4 se centra en el estudio de la estructura del hielo de CO a temperaturas inferiores a su cristalización, donde el descenso observado previamente en la fotodesorción para temperaturas crecientes se explica en base al desorden molecular presente en los hielos. Profundizando en el estudio de la fotodesorción de hielos de CO, el Capítulo 5 estudia la fotodesorción de diferentes especies, como N2 , O2 , CO2 o CO, de hielos binarios formados por 13CO:N2 o 13CO2:N2….

Useful information

Supervisors: Guillermo M. Muñoz Caro
University: Universidad Autónoma de Madrid (UAM), Centro de Astrobiología (CAB)
Reading date: 14/07/2022