Formation of interstellar silicate dust via nanocluster aggregation : Insights from quantum chemistry simulations
Rimola, Albert (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Química)
Bromley, Stefan (Universitat de Barcelona. Departament de Química Física)

Data:	2021
Resum:	The issue of formation of dust grains in the interstellar medium is still a matter of debate. One of the most developed proposals suggests that atomic and heteromolecular seeds bind together to initiate a nucleation process leading to the formation of nanostructures resembling very small grain components. In the case of silicates, nucleated systems can result in molecular nanoclusters with diameters ≤ 2 nm. A reasonable path to further increase the size of these proto-silicate nanoclusters is by mutual aggregation. The present work deals with modeling this proto-silicate nanocluster aggregation process by means of quantum chemical density functional theory calculations. We simulate nanocluster aggregation by progressively reducing the size of a periodic array of initially well-separated nanoclusters. The resulting aggregation leads to a set of silicate bulk structures with gradually increasing density which we analyze with respect to structure, energetics and spectroscopic properties. Our results indicate that aggregation is a highly energetically favorable process, in which the infrared spectra of the finally formed amorphous silicates match well with astronomical observations.
Ajuts:	European Commission 865657 Agencia Estatal de Investigación CTQ2017-89132-P Agencia Estatal de Investigación RTI2018-095460-B-I00 Ministerio de Ciencia e Innovación MDM-2017-0767 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2017/SGR-1323 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2017/SGR-13
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Matèria:	Interstellar medium ; Silicate grains ; Periodic DFT simulations ; Infrared spectra ; Nanocluster aggregation
Publicat a:	Frontiers in Astronomy and Space Sciences, Vol. 8 (April 2021) , art. 659494, ISSN 2296-987X

DOI: 10.3389/fspas.2021.659494

10 p, 1.2 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats