An analysis of the isomers HCN and HNC in the evolution of high-mass star-forming regions

Abstract

El estudio de las moléculas y su química en regiones de formación estelar es crucial para entender los procesos físicos que allí ocurren. Las emisiones de la línea J=l-0 de los isómeros HCN y HNC fueron utilizadas para derivar sus intensidades integradas (I), probar una relación recientemente aparecida en la literatura entre temperatura cinética (Tk) y el cociente isomérico de las (I), y obtener abundancias (X) de estos isómeros en 55 regiones de formación estelar de alta masa. Estas últimas son clasificadas, de acuerdo a una escala evolutiva, en nubes oscuras infrarrojas, objetos protoestelares masivos, núcleos moleculares calientes, y regiones Hn ultracompactas. Se infiere que las Tk deducidas a partir del cociente de la intensidad integrada ([HCN/HNC] son subestimadas, y por lo tanto sugerimos que dicha relación no puede ser empleada como un termómetro universal en el medio interestelar. Las abundancias de los isómeros muestran un comportamiento que se explica a través de la química que ocurre con el aumento de la temperatura y cantidad de radiación UV de acuerdo a las fases evolutivas. Encontramos que el cociente de abundancias (xHCN/HNCj difícilmente puede ser utilizado como un reloj químico, y se sugiere que puede ser aproximado por el cociente ihcn/hnc. Este trabajo es parte de un estudio en curso sobre múltiples moléculas que se encuentran en la muestra de regiones analizadas y pretende contribuir al conocimiento químico de la formación de estrellas de alta masa.

The study of molecules and their chemistry in star-forming regions is fundamental to understand the physical process occurring in such regions. The HCN and HNC J=l-0 emissions were used to derive their integrated line intensities (I), to probe a relation recently appeared in the literature between the kinetic temperatures (Tk) and the isomeric (I) ratio, and to obtain the isomers abundances (X) in 55 high-mass star-forming regions. These last ones are classified, according to the evolutive stage, as infrared dark clouds, high-mass protostellar objects, hot molecular cores, and ultracompact Hu regions. It is inferred that the Tk obtained from the isomeric integrated intensity ratio (]HCN/HNC) are underestimated, and hence we suggest that this relation cannot be employed as an universal thermometer in the interstellar medium. The isomers abundances show a behavior that can be explained from the chemistry occurring as the temperature and the UV radiation increase according to the evolutive stage. We found that the abundance ratio (xHCN/HNC j hardly could be used as a chemical clock, and we suggest that it can be approximated by jHCN/HNC This work is part of an on-going study of multiple molecules that stand in the sample of analyzed regions which intends to contribute in the chemical knowledge of high-mass star formation.