1. Cosmic-ray sputtering of interstellar ices in the electronic regime
- Author
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Dartois, E., Chabot, M, da Costa, C.A.P, Nguyen, T, Rojas, J, Duprat, J, Augé, B, Domaracka, A, Rothard, H, Boduch, P, Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay (ISMO), Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France, Atomes, Molécules et Agrégats (AMA), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
- Subjects
[PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph] - Abstract
International audience; Aims. With this article, we aim to provide the sputtering yields for molecular species of potential astrophysical interest and in the electronic regime of interaction characteristic of cosmic rays. We specifically target molecules that are constitutive of interstellar ice mantles.Methods. We used a compendium of existing data on electronic sputtering to calculate the prefactors leading to the generalisation of the stopping-power-dependent sputtering yield for many species condensing at low temperature. In addition, we present new experimental results to constrain the yield for solid CH4, C6, and CH3CN.Results. Electronic sputtering is constrained using literature data for H2, HD, D2, Ne, N2, CO, Ar, O2, Kr, Xe, CO2, SO2, NH3, S, H2O, D2O, CH3OH, Leucine, C20H12, C24H12, and C60. A first-order relation with the sublimation enthalpy is derived, which allows us to predict the sputtering yield within an order of magnitude for most species. The fluctuations around the mean are partly assignable to the differences in resilience towards radiolysis for individual species, and partly to the micro-physics details of the energy transfer to the lattice.
- Published
- 2023