The study of electronic kinetics of molecular nitrogen in the Titan’s middle atmosphere during the precipitation of cosmic rays

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The kinetics of the \({{{\text{A}}}^{3}}\Sigma _{u}^{ + },\) B3Πg, W3Δu, \({{{\text{B}}}^{{{\text{'}}3}}}\Sigma _{u}^{ - },\) and C3Πu triplet states of molecular nitrogen at the heights of the middle atmosphere of Titan during action of cosmic rays into the atmosphere has been studied. The calculations consider the intramolecular and intermolecular electron energy transfer during inelastic collisions of electronically excited molecular nitrogen with N2, CH4, and CO molecules. The interaction of electronically excited N2 molecules with molecules of acetylene C2H2 and ethylene C2H4 in the middle atmosphere of Titan at altitudes of 50–250 km has been studied. For the first time, the dominance of reactions with metastable molecular nitrogen N2(\({{{\text{A}}}^{3}}\Sigma _{u}^{ + }\)) in the formation of C2H and C2H3 radicals at these heights has been shown.

About the authors

A. S. Kirillov

Polar Geophysical Institute

Author for correspondence.
Email: kirillov@pgia.ru
Russia, 184209, Apatity

R. Werner

Space Research and Technology Institute of the Bulgarian Academy of Sciences

Email: kirillov@pgia.ru
Bulgaria, 1113, Stara Zagora

V. Guineva

Space Research and Technology Institute of the Bulgarian Academy of Sciences

Email: kirillov@pgia.ru
Bulgaria, 1113, Stara Zagora

References

  1. Lebonnois S., Bakes E.L.O., McKay C.P. // Icarus. 2002. V. 159. No. 2. P. 505.
  2. Wilson E.H., Atreya S.K. // Planet. Space Sci. 2003. V. 51. No. 14-15. P. 1017.
  3. Lavvas P.P., Coustenis A., Vardavas I.M. // Planet. Space Sci. 2008. V. 56. No. 1. P. 27.
  4. Vuitton V., Dutuit O., Smith M., Balucani N. // In: Titan: interior, surface, atmosphere and space environment. Ch.7. Cambridge Univ. Press, 2014. P. 224.
  5. Vuitton V., Yelle R.V., Klippenstein S.J. et al. // Icarus. 2019. V. 324. P. 120.
  6. Krasnopolsky V.A. Spectroscopy and photochemistry of planetary atmospheres and ionospheres. Ch. 13. Cambridge University Press, 2019.
  7. Capone L.A., Dubach J., Whitten R.C. et al. // Icarus. 1980. V. 44. No. 1. P. 72.
  8. Capone L.A., Dubach J., Prasad S.S., Whitten R.C. // Icarus. 1983. V. 55. No. 1. P. 73.
  9. Molina-Cuberos G.J., López-Moreno J.J., Rodrigo R. et al. // Planet. Space Sci. 1999. V. 47. No. 10-11. P. 1347.
  10. Русанов В.Д., Фридман А.А. Физика химически активной плазмы. М.: Наука, 1984. 415 с.
  11. Kirillov A.S., Werner R., Guineva V. // Chem. Phys. Lett. 2017. V. 685. P. 95.
  12. Кириллов А.С. // Астрон. вестн. 2020. Т. 54. № 1. С. 33.
  13. Кириллов А.С., Вернер Р., Гинева В. // Изв. РАН. Сер. физ. 2022. Т. 86. № 3. С. 414; Kirillov A.S., Werner R., Guineva V. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2022. V. 86. No. 3. P. 335.
  14. Gilmore F.R., Laher R.R., Espy P.J. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1992. V. 21. No. 5. P. 1005.
  15. Sharipov A.S., Loukhovitski B.I., Starik A.M. // J. Phys. Chem. A. 2016. V. 120. No. 25. P. 4349.
  16. Kirillov A.S. // Chem. Phys. Lett. 2016. V. 643. P. 131.
  17. Kirillov A.S. // Ann. Geophys. 2008. V. 26. No. 5. P. 1149.
  18. Popov N.A. // J. Physics D. 2013. V. 46. Art. No. 355204.
  19. Schwartz R.N., Slawsky Z.I., Herzfeld K.F. // J. Chem. Phys. 1952. V. 20. No. 10. P. 1591.
  20. Schwartz R.N., Herzfeld K.F. // J. Chem. Phys. 1954. V. 22. No. 5. P. 767.
  21. Гордиец Б., Жданок С. // Неравновесная колебательная кинетика. М.: Мир, 1989. С. 61.
  22. Dreyer J.W., Perner D. // J. Chem. Phys. 1973. V. 58. No. 3. P. 1195.
  23. Slanger T.G., Wood B.J., Black G. // J. Photochem. 1973. V. 2. No. 1. P. 63.
  24. Thomas J.M., Kaufman F., Golde M.F. // J. Chem. Phys. 1987. V. 86. No. 12. P. 6885.
  25. Dreyer J.W., Perner D., Roy C.R. // J. Chem. Phys. 1974. V. 61. No. 8. P. 3164.
  26. Diamy A.-M., Hrach R., Hrachova V., Legrand J.-C. // Vacuum. 2001. V. 61. No. 2–4. P. 403.
  27. Pintassilgo C.D., Jaoul C., Loureiro J. et al. // J. Physics D. 2007. V. 40. No. 12. P. 3620.
  28. Pintassilgo C.D., Loureiro J. // Planet. Space Sci. 2009. V. 57. No. 13. P. 1621.
  29. Pintassilgo C.D., Loureiro J. // Adv. Space Res. 2010. V. 46. No. 5. P. 657.
  30. Jauberteau J.L., Jauberteau I. // J. Physics D. 2018. V. 51. No. 31. Art. No. 315201.
  31. Fox J.L., Galand M.I., Johnson R.E. // Space Sci. Rev. 2008. V. 139. No. 1–4. P. 3.
  32. Коновалов В.П., Сон Э.Е. // Химия плазмы. 1987. Т. 14. С. 194.
  33. Коновалов В.П. // ЖТФ. 1993. Т. 63. № 3. С. 23.
  34. Umemoto H. // J. Chem. Phys. 2007. V. 127. No. 1. Art. No. 014304.
  35. Moreau N., Pasquiers S., Blin-Simiand N. et al. // J. Physics D. 2010. V. 3. No. 28. Art. No. 285201.
  36. Dutuit O., Carrasco N., Thissen R. et al. // Astrophys. J. Suppl. Ser. 2013. V. 204. Art. No. 20.
  37. Song M.-Y., Yoon J.-S., Cho H. et al. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2017. V. 46. No. 1. Art. No. 013106.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (51KB)
3.

Download (71KB)
4.

Download (29KB)
5.

Download (48KB)
6.

Download (179KB)
7.

Download (135KB)
8.

Download (68KB)
9.

Download (68KB)

Copyright (c) 2023 А.С. Кириллов, Р. Вернер, В. Гинева

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».