हाइड्रॉक्सिल रेडिकल

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हाइड्रॉक्सिल रेडिकल
Stick model of the hydroxyl radical with molecular orbitals
Names
IUPAC name
Hydroxyl radical
Systematic IUPAC name
  • Oxidanyl[1] (substitutive)
  • Hydridooxygen(•)[1] (additive)
Other names
  • Hydroxy
  • Hydroxyl
  • λ1-Oxidanyl
Identifiers
3D model (JSmol)
ChEBI
ChemSpider
105
KEGG
  • InChI=1S/HO/h1H checkY
    Key: TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N checkY
  • [OH]
Properties
HO
Molar mass 17.007 g·mol−1
Thermochemistry
183.71 J K−1 mol−1
38.99 kJ mol−1
Related compounds
Related compounds
 O2H+
OH−
O22−
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).

हाइड्रॉक्सिल रेडिकल एक द्विपरमाणुक अणु •
OH है। हाइड्रॉक्सिल रेडिकल तनु गैस के रूप में बहुत स्थिर है, लेकिन संघनित अवस्था में यह बहुत तेजी से क्षय है। यह कुछ स्थितियों में प्रसारित हो जानेवाला है।[2] विशेष रूप से हाइड्रोपरॉक्साइड (ROOH) के अपघटन से या वायुमंडलीय रसायन विज्ञान में, जल के साथ उत्तेजित परमाणु ऑक्सीजन की अभिक्रिया से हाइड्रॉक्सिल रेडिकल बनते हैं। यह विकिरण रसायन के क्षेत्र में भी महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह हाइड्रोजन परऑक्साइड और ऑक्सीजन के निर्माण की ओर जाता है, जो रेडियोधर्मी वातावरण के अधीनस्थ शीतलक तंत्रों में संक्षारण और एससीसी को बढ़ा सकता है।

कार्बनिक संश्लेषण में, हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स आमतौर पर 1-हाइड्रॉक्सी-2(1H)-पिरिडीनेथियोन के प्रकाशअपघटन द्वारा बनते हैं।

टिप्पणी

हाइड्रॉक्सिल रेडिकल के अयुग्मित इलेक्ट्रानों को आधिकारिक तौर पर O के अतिरिक्त एक मध्य बिंदु, •, द्वारा दर्शाया जाता है।[3]


जीव विज्ञान

हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स को कभी-कभी प्रतिरक्षा क्रिया के सह उत्पाद के रूप में उत्पादित किया जा सकता है। कुछ बैक्टीरिया जैसे बहुत विशिष्ट रोगाणुओं के संपर्क में आने पर मैक्रोफेज और माइक्रोग्लिया अक्सर इस यौगिक को बनाते हैं। हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स की भंजक क्रिया को कई न्यूरोलॉजिकल स्वप्रतिरक्षित रोगों जैसे HAND में अभियुक्त किया गया है, जब प्रतिरक्षी कोशिकाएं अत्यधिक सक्रिय हो जाती हैं और प्रतिवेशी स्वस्थ कोशिकाओं के लिए विषाक्त हो जाती हैं।[4]

हाइड्रॉक्सिल रेडिकल लगभग सभी प्रकार के सूक्ष्म अणुओं को हानि पहुंचा सकता है: कार्बोहाइड्रेट, न्यूक्लिक अम्ल (उत्परिवर्तन), लिपिड (लिपिड परॉक्सीकरण), और अमीनो अम्ल (जैसे फेनिलएलनिन का m-टायरोसिन और o-टायरोसिन में रूपांतरण)।[5] हाइड्रॉक्सिल रेडिकल में लगभग 10−9 सेकेंड के विवो अर्ध-जीवन और उच्च अभिक्रियता में बहुत कम है।[6] यह इसे जीव के लिए एक बहुत ही खतरनाक यौगिक बनाता है। सुपरऑक्साइड के विपरीत, जिसे सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेज़ द्वारा डिटॉक्सिफाई किया जा सकता है, हाइड्रॉक्सिल रेडिकल को एक एन्जाइमी प्रतिक्रिया द्वारा समाप्त नहीं किया जा सकता है।

रोगाणुओं पर प्रभाव

हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स को कुछ विसंक्रामकों की गतिविधि में महत्वपूर्ण माना जाता है, क्योंकि वे बैक्टीरिया (ग्राम ऋणात्मक और ग्राम धनात्मक दोनों) में आवश्यक कोशिका घटकों पर अटैक करते हैं और वायरस की बाह्य संरचनाओं को ऑक्सीकृत करते हैं। हाइड्रॉक्सिल रैडिकल्स वायरस के आस-पास के लिपिड एनवेलप और/या कैप्सिड को बाधित करते हैं, जिससे लाइसिंग होती है। वे वायरस के आंतरिक भाग में भी प्रवेश करते हैं और जीनोम को नष्ट करते हैं। ये क्रियाएं वायरस को निष्क्रिय कर देती हैं। इन क्रियाविधियों से हाइड्रोजन परऑक्साइड के विसंक्रामक गुण उत्पन्न होते हैं।[7]


ऐलर्जन पर प्रभाव

हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स को तृतीयक संरचना के निम्नीकरण और रूपांतरण और/या प्रोटीन विकृतीकरण और/या समुच्चयन के माध्यम से परागण, स्पोर और पालतू पशुओं के डैन्डर में IgE-बंधन क्षमता को रूपांतरण करने के लिए दिखाया गया है, जिसके परिणामस्वरूप एक रूपांतरित एलर्जेन संरचना होती है। हाइड्रॉक्सिल रेडिकल तुरंत Der p1 और Der f1 (घर की धूल के कण) को विकृत कर देते हैं। हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स अपनी प्रोटीन संरचनाओं को ऑक्सीकृत करते हैं, उदाहरण के लिए मुख्य रूप से हाइड्रोजन संक्षिप्तीकरण या ऑक्सीजन जोड़ने के कारण प्रोटीन बैक्बोन की क्षति होती है। दोनों हाइड्रॉक्सिल रेडिकल ऑक्सीकरण क्रियाविधियों के परिणामस्वरूप एक रूपांतरित एलर्जेन संरचना होती है। रूपांतरित एलर्जेन संरचनाओं को अब प्रतिरक्षा तंत्रों द्वारा स्वीकृति नहीं दी जाती है और इसलिए हिस्टेमीन और अन्य रासायनिक मध्यस्थों को जारी नहीं किया जाता है।[8][9][10][11]

जल शोधन

एक हाइड्रॉक्साइड आयन और एक हाइड्रॉक्सिल रेडिकल की तुलना।

समग्र रूप से उन्नत ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं (AOPs) के रूप में ज्ञात कार्य-प्रणाली की एक श्रेणी का उपयोग करके कार्बनिक प्रदूषकों के ऑक्सीकर विनाश में हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। AOPs में प्रदूषकों का विनाश कार्बनिक यौगिकों पर हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स की अचयनात्मक प्रतिक्रिया पर आधारित है। यह पीड़कनाशी, औषधीय यौगिकों, रंजकों आदि सहित प्रदूषकों की एक श्रेणी के विपरीत अत्यधिक प्रभावी है।[12][13]

वायु शोधन

हाइड्रॉक्सिल रेडिकल को अक्सर क्षोभमंडल के ''अपमार्जक'' के रूप में निर्दिष्ट किया जाता है क्योंकि यह कई प्रदूषकों के साथ प्रतिक्रिया करता है, उन्हें अपघटित करता है, अक्सर उनके निष्कासन के पहले चरण के रूप में कार्य करता है। मीथेन और ओजोन जैसी कुछ ग्रीनहाउस गैसों को खत्म करने के साथ-साथ रोगजनक वायरस और बैक्टीरिया को निष्क्रिय करने, और एलर्जेनिक पराग और मोल्ड स्पोर को अप्रभावी करने में भी इसकी महत्वपूर्ण भूमिका है। हाइड्रॉक्सिल रेडिकल के साथ अभिक्रिया की दर अक्सर यह निर्धारित करती है कि वातावरण में कितने समय तक प्रदूषक रहते हैं, अगर वे प्रकाशअपघटन से नहीं गुजरते हैं या बारिश से बाहर हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, मीथेन, जो हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स के साथ अपेक्षाकृत धीमी प्रतिक्रिया करती है, जिसका औसत समय 5 वर्ष से अधिक होता है और अनेक CFCs का समय 50 वर्ष या उससे भी अधिक होता है। अन्य प्रदूषक, जैसे कि बड़े हाइड्रोकार्बन, कुछ घंटे से भी कम समय के बहुत कम औसत जीवनकाल हो सकते हैं।

अनेक वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (VOCs) के साथ पहली प्रतिक्रिया एक हाइड्रोजन परमाणु को मुक्त करने के लिए होती है, जिससे जल और एक एल्काइल रेडिकल (R•) बनता है।

•OH + RH → H2O + R•

एल्काइल रेडिकल आमतौर पर ऑक्सीजन के साथ एक परऑक्सी रेडिकल बनाने के लिए तेजी से अभिक्रिया करेगा।[14]

R• + O2 → RO•
2

क्षोभमंडल में इस रेडिकल का फैट सूर्यप्रकाश की मात्रा, वायुमंडल में प्रदूषण और इसे बनाने वाले एल्काइल रेडिकल की प्रकृति जैसे कारकों पर निर्भर है।[15]

हाइड्रॉक्सिल रेडिकल के निर्माण के लिए प्रमुख वायुमंडलीय रसायन आमतौर पर घर के अंदर अनुपस्थित होता है। हालाँकि नासा द्वारा विकसित तकनीकों (कुछ संदूषक नियंत्रण (H-PCO) के लिए अगली पीढ़ी का हाइब्रिड प्रकाश उत्प्रेरक ऑक्सीकरण (PCO) देखें) ने उपकरण (फ़िल्टर) के अंदर हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स के बाहरी प्रभावों को पुन: उत्पन्न करना संभव बना दिया है, जिससे निरंतर वायरस और बैक्टीरिया को निष्क्रिय करना, जहरीली गैसों (जैसे अमोनिया, कार्बन मोनोऑक्साइड और फॉर्मोल्डिहाइड) को निकालना और गंध, और उस आंतरिक वायु से ऐलर्जन को अप्रभावी करना जो फिल्टर से होकर गुजरती है। हालांकि, एक आंतरिक आकाश में इस तरह के एक फिल्टर का प्रभाव सीमित है, क्योंकि एक अंतरिक्ष यान के विपरीत, एक आंतरिक आकाश में हमेशा बदलती वायु का केवल एक सीमित अनुपात ही फिल्टर उपकरण से गुजरता है[16]और क्योंकि संघटित हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स उपकरण के अंदर बहुत कम समय के लिए उपस्थित होते हैं, और आम तौर पर केवल आंतरिक वायु के माध्यम से दुर्बलता से फैलता है।

इन अंतर्निहित सीमाबंधनों को दूर करने के लिए, हाल ही में हाइड्रॉक्सिल डिफ्यूज़र तकनीक विकसित की गई है, जो नासा के दृष्टिकोण पर आधारित है, घर के अंदर बाहरी वायु रसायन को दोबारा बनाकर एक कदम आगे जाती है, वायु के प्रसार के बिना माइओलेक्यूलर विसरण द्वारा सेकंड में एक आंतरिक आकाश में निरंतर हाइड्रॉक्सिल रेडिकल कैस्केड को प्रसारित करते हैं। यूके की पब्लिक हेल्थ इंग्लैंड प्रयोगशालाओं द्वारा परीक्षण की गई इस नई तकनीक ने कथित तौर पर मिनटों मे पूरे आंतरिक आकाश में उच्च सांद्रता, नष्ट करने के लिए कठिन, एयरबोर्न MS-2 वायरस का लॉग 6 किल प्राप्त किया है।

एक अन्य विकास में, इंजीनियर्ड वाटर नैनोस्ट्रक्चर (EWNS) को समानांतर में दो प्रक्रियाओं का उपयोग करके संश्लेषित किया जाता है, अर्थात् जल का विद्युत छिड़काव और आयनीकरण किया जाता है। बड़ी संख्या में प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन स्पीशीज़ (ROS), मुख्य रूप से हाइड्रॉक्सिल (OH•) और सुपरऑक्साइड (O•−2) रेडिकल्स का उत्पादन करने के लिए दाबित जल एक एक हाइपडर्मिक नीडल को एक विद्युत क्षेत्र (3–5 kV) में बाहर निकालता है। हालांकि, हाइड्रॉक्सिल डिफ्यूज़र तकनीक की तुलना में, एयरबोर्न बैक्टीरिया में केवल लगभग 0.5 लॉग की कमी दर्ज की गई थी। [17]


पृथ्वी के वायुमंडल में

हाइड्रॉक्सिल रेडिकल वायुमंडल में दो प्रमुख रासायनिक प्रतिक्रियाओं द्वारा बनाए जाते हैं:

  • प्रकाश के घंटों के दौरान, वायुमंडल में एक प्रकाश रासायनिक प्रतिक्रिया होती है, जहां प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य वायु में जल और टर्पीन (पौधों से स्रावित) के साथ प्रतिक्रिया करती हैं, जो प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन स्पीशीज़ (ROS) के रूप में ज्ञात सरल उप-उत्पादों का उत्पादन करती हैं। ROS के मुख्य प्रकारों में से एक हाइड्रॉक्सिल रेडिकल है।
  • इसके अलावा, पूरे 24 घंटे के चक्र के दौरान, टर्पीन और ओजोन के बीच प्रतिक्रिया के माध्यम से OH बनता है।

हाइड्रॉक्सिल •OH रेडिकल वैश्विक पृथ्वी के वायुमंडल की ऑक्सीकरण क्षमता को नियंत्रित करने वाली प्रमुख रासायनिक स्पीशीज़ में से एक है। यह ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाशील स्पीशीज पृथ्वी के वायुमंडल में ग्रीनहाउस गैसों और प्रदूषकों की सांद्रता तथा वितरण पर एक बड़ा प्रभाव डालती है। यह क्षोभमंडल में सबसे विस्तृत ऑक्सीकारक है, जो वायुमंडल का सबसे नीचे का भाग है। •OH प्रसरणशीलता को समझना वायुमंडल और जलवायु पर मानव प्रभावों का मूल्यांकन करने के लिए महत्वपूर्ण है। •OH स्पीशीज़ का जीवनकाल पृथ्वी के वायुमंडल में एक सेकंड से भी कम होता है।[18] वायुमंडल में उपस्थित पहले कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) और फिर कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) की ऑक्सीकरण प्रक्रिया में •OH की भूमिका को समझना, इस ग्रीनहाउस गैस के रहने के समय क्षोभमंडल के समग्र कार्बन बजट और भूमंडलीय तापन की प्रक्रिया पर इसके प्रभाव का प्रेक्षण करने के लिए महत्वपूर्ण है। पृथ्वी के वायुमंडल में •OH रेडिकल्स का समय बहुत कम है, इसलिए वायु में •OH की सांद्रता बहुत कम है और इसकी प्रत्यक्ष पहचान के लिए बहुत संवेदक तकनीकों की आवश्यकता होती है।[19] वायु में उपस्थित मिथाइल क्लोरोफॉर्म (CH3CCl3) का विश्लेषण करके वैश्विक औसत पर हाइड्रॉक्सिल रेडिकल की सांद्रता को अप्रत्यक्ष रूप से मापा गया है। मोंट्ज़का एट अल. (2011)[20] से ज्ञात होता है कि CH3CCl3 माप से अनुमानित •OH में अंतरवार्षिक परिवर्तनशीलता छोटी है, यह दर्शाता है कि वैश्विक •OH आमतौर पर अव्यवस्था के खिलाफ अच्छी तरह से बफर है। यह छोटी परिवर्तनशीलता मुख्य रूप से •OH द्वारा ऑक्सीकृत मीथेन और अन्य ट्रेस गैसों के मापन के साथ-साथ वैश्विक प्रकाशरासायनिक मॉडल गणनाओं के अनुरूप है।

2014 में, शोधकर्ताओं ने उष्णकटिबंधीय पश्चिम प्रशांत के एक बड़े क्षेत्र में क्षोभमंडल की पूरी गहराई में एक ''होल'' या हाइड्रॉक्सिल की अनुपस्थिति की खोज की सूचना दी थी। उन्होंने सुझाव दिया कि यह होल बड़ी मात्रा में ओजोन निम्नकारी रसायनों को समताप मंडल तक पहुंचने की अनुमति दे रहा है, और यह पृथ्वी के जलवायु के संभावित परिणामों के साथ ध्रुवीय क्षेत्रों में ओजोन अवक्षय को महत्वपूर्ण रूप से मजबूत कर सकता है।[21]


खगोल विज्ञान

पहला अन्तर्तारकीय संसूचन

कैसियोपिया ए के रेडियो अवशोषण स्पेक्ट्रम में हाइड्रॉक्सिल (•OH) रेडिकल की 18 सेमी अवशोषण रेखाओं की उपस्थिति के लिए पहला प्रायोगिक साक्ष्य वेनरेब एट अल. द्वारा[22]15-29 अक्टूबर, 1963 की अवधि के दौरान किए गए प्रेक्षणों के आधार पर प्राप्त किया गया था।[23]


महत्वपूर्ण अनुगामी संसूचन

वर्ष विवरण
1967 अंतरातारकीय माध्यम में •HOअणु | रॉबिन्सन और मैक्गी। •OH प्रेक्षणों की पहली पर्यवेक्षणीय समीक्षाओं में से एक। •OH को अवशोषण और उत्सर्जन में देखा गया था, लेकिन इस समय ऊर्जा स्तरों को भरने वाली प्रक्रियाओं को निश्चित रूप से ज्ञात नहीं है, इसलिए लेख •OH सघनता का अच्छा अनुमान नहीं देता है।[24]
1967 सामान्य •HO उत्सर्जन और अंतरातारकीय धूल के बादल। हील्स| अंतरातारकीय धूल के बादलों में •OH से सामान्य उत्सर्जन का पहला संसूचन।[25]
1971 अंतरातारकीय अणु और सघन बादल। डी. एम. रैंक, सी. एच. टाउन्स, और डब्ल्यू. जे. वेल्च। सघन बादलों के माध्यम से अणुओं के आणविक रैखिक उत्सर्जन के एपक की समीक्षा।[26]
1980 •HO ओरियन और टॉरस में आण्विक संकुलों का प्रेक्षण। बॉड और राउटरलूट। आण्विक संकुल ओरियन और टॉरस में •OH उत्सर्जन का प्रतिचित्र। व्युत्पन्न स्तंभ सघनता पूर्व CO परिणामों के साथ अच्छे अनुबंध में हैं।[27]
1981 विसरित अंतरतारकीय बादलों में HO के उत्सर्जन-अवशोषण प्रेक्षण। डिकी, क्रोविसियर और काज़ेस। अठावन क्षेत्रों की टिप्पणियों का अध्ययन किया गया जो HI अवशोषण दिखाते हैं। इस आलेख में प्रसार करने वाले बादलों के लिए विशिष्ट सघनता को और उत्तेजन तापमान निर्धारित किया गया है।[28]
1981 आणविक बादलों में चुंबकीय क्षेत्र — •HO ज़ीमैन प्रेक्षण। क्रचर, ट्रॉलैंड और हेइल्स। •OH ज़ीमैन अंतरातारकीय धूल के बादलों में 3C 133, 3C 123, और W51 की ओर उत्पादित अवशोषण रेखाओं का प्रेक्षण।[29]
1981 सुदूर अवरक्त में अंतरातारकीय HO का संसूचन। जे. स्टोरी, डी. वॉटसन, सी. टाउन्स। Sgr B2 की दिशा में 119.23 और 119.44 μm के तरंग दैर्ध्य पर •HO की ठोस अवशोषण रेखाएँ पाई गईं।[30]
1989 प्रबल HO मेगामासर्स में आणविक बहिर्वाह।

बान, हैशिक, और हेंकेल। •OH मेगामासर्स आकाशगंगाओं (गैलक्सी) के माध्यम से •H और •OH आण्विक उत्सर्जन का प्रेक्षण, ताकि प्राथमिकी चमक और मासेर गतिविधि मे संबंध प्राप्त किया जा सके।[31]


ऊर्जा स्तर

•OH एक द्विपरमाणुक अणु है। आणविक अक्ष के साथ इलेक्ट्रॉनिक कोणीय गति +1 या -1 है, और इलेक्ट्रॉनिक चक्रीय कोणीय गति S = 1/2 है। कक्ष-चक्रण युग्मन के कारण, चक्रीय कोणीय गति को कक्षीय कोणीय गति के समानांतर या समानांतर दिशाओं में विपाटन किया जा सकता है, जिससे Π1⁄2 और Π3⁄2 अवस्थाओं में विपाटन हो सकता है। •OH की 2Π3⁄2 मूल अवस्था लैम्ब्डा द्वित्व अन्योन्यक्रिया (नाभिकीय घूर्णन और इसकी कक्षा के चारों ओर अयुग्मित इलेक्ट्रॉन गति के बीच एक अन्योन्यक्रिया) द्वारा विपाटित है। प्रोटॉन के अयुग्मित चक्रण के साथ अति सूक्ष्म इंटरेक्शन स्तरों को और विपाटित करता है।

रसायन विज्ञान

गैस प्रावस्था का अंतरातारकीय रसायन का अध्ययन करने के लिए, दो प्रकार के अंतरतारकीय बादलों में अंतर करना सुविधाजनक है: विसरित बादल, T = 30–100 K और n = 10–1000 cm−3, और सघन बादल, T = 10–30 K के साथ K और सघनता n = 104–103 cm−3 है| (हार्टक्विस्ट, आणविक खगोल भौतिकी, 1990)।

उत्पादन के मार्ग

•OH रेडिकल आण्विक बादलों में H2O के उत्पादन से जुड़ा हुआ है। टॉरस आणविक बादल-1 (TMC-1) में •OH वितरण[32]के अध्ययन से पता चलता है कि सघन गैस में, •OH मुख्य रूप से H3O+ के वियोजनी पुनर्संयोजन से बनता है| वियोजनी पुनर्संयोजन वह प्रतिक्रिया है जिसमें एक आणविक आयन एक इलेक्ट्रॉन के साथ पुनर्संयोजित होता है और उदासीन टुकड़ों में अलग हो जाता है। •OH के लिए महत्वपूर्ण निर्माण प्रक्रियाऐं हैं:

H3O+ + e− → •OH + H2

 

 

 

 

(वियोजनी पुनर्संयोजन:           1a)

H3O+ + e− → •OH + •H + •H

 

 

 

 

(वियोजनी पुनर्संयोजन:           1b)

HCO+
2 + e− → •OH + CO

 

 

 

 

(वियोजनी पुनर्संयोजन:           2a)

•O + HCO → •OH + CO

 

 

 

 

(उदासीन–उदासीन:           3a)

H− + H3O+ → •OH + H2 + •H

 

 

 

 

(आयन-आणविक आयन उदासीनीकरण:          4a)

विनाश के मार्ग

अंतरतारकीय बादल में सूक्ष्म उदासीन अणु •H और •OH की प्रतिक्रियाओं से बन सकते हैं।[33] O2 का निर्माण O और •OH के बीच उदासीन विनिमय प्रतिक्रिया के माध्यम से गैस अवस्था में होता है जो सघन क्षेत्रों में •OH के लिए मुख्य सिंक भी है।[32]

परमाणु ऑक्सीजन •OH के उत्पादन और विनाश दोनों में भाग लेता है, इसलिए •OH की अधिकता मुख्य रूप से H3+ की अधिकता पर निर्भर करती है। फिर, •OH रेडिकल्स से निकलने वाले महत्वपूर्ण रासायनिक पैथ्वे हैं:

•OH + O → O2 + •H

 

 

 

 

(उदासीन–उदासीन :           1A)

•OH + C+ → CO+ + •H

 

 

 

 

(आयन–उदासीन            2A)

•OH + •N → NO + •H

 

 

 

 

(उदासीन–उदासीन:           3A)

•OH + C → CO + •H

 

 

 

 

(उदासीन–उदासीन:          4A)

•OH + •H → H2O + photon

 

 

 

 

(उदासीन–उदासीन:           5A)

महत्वपूर्ण निर्माण और विनाश प्रक्रिया के लिए दर स्थिरांक और सापेक्ष दर

दर स्थिरांक एक वेबसाइट में प्रकाशित डेटासेट से प्राप्त किए जा सकते हैं।[34] दर स्थिरांक का रूप इस प्रकार है:

k(T) = α(T/300)β × exp(−γ/T) cm3 s−1

निम्न तालिका में सघन बादल T = 10 K में एक विशिष्ट तापमान के लिए दर स्थिरांक की गणना की गई है|

प्रतिक्रिया k at T = 10 K (cm3·s−1)
1a 3.29×10−6
1b 1.41×10−7
2a 4.71×10−7
3a 5.0×10−11
4a 1.26×10−6
5a 2.82×10−6
1A 7.7×10−10
2A 3.5×10−11
3A 1.38×10−10
4A 1.0×10−10
5A 3.33×10−14

दर स्थिरांक k(T) और अभिक्रियक स्पीशीज़ C और D की अधिकता का उपयोग करके संभवन दर rix प्राप्त की जा सकती है:

rix = k(T)ix[C][D]

जहां [Y] स्पीशीज Y की अधिकता को प्रस्तुत करती है। इस दृष्टिकोण में, एस्ट्रोकैमिस्ट्री 2006 के लिए UMIST डेटाबेस से अधिक मात्रा मे ली गई थी, और मान H2 सघनता के सापेक्ष हैं। निम्न तालिका rix/r1a सबसे महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाओं का एक दृश्य प्राप्त करने के लिए अनुपात दर्शाती है।

r1a r1b r2a r3a r4a r5a
r1a 1.0 0.043 0.013 0.035 3.6×10−5 0.679

परिणाम बताते हैं कि सघन बादलों में 1a प्रतिक्रिया सबसे प्रमुख प्रतिक्रिया है। यह हरजू एट अल. 2000 के संगत है।

आगामी तालिका विनाश प्रतिक्रिया के लिए समान प्रक्रिया करके परिणाम दिखाती है:

r1A r2A r3A r4A r5A
r1A 1.0 6.14×10−3 0.152 3.6×10−5 4.29×10−3

परिणाम बताते हैं कि प्रतिक्रिया 1A सघन बादलों में •OH के लिए मुख्य सिंक है।

अन्तर्तारकीय प्रेक्षण

काफी संख्या में अणुओं के माइक्रोवेव स्पेक्ट्रा की खोज अन्तर्तारकीय बादलों में संकुल अणुओं के अस्तित्व को सिद्ध करती है, और सघन बादलों का अध्ययन करने की संभावना प्रदान करती है, जो धूल से ढके होते हैं।[35] •OH अणु को 1963 से इसके 18 सेमी संक्रमणों के माध्यम से अन्तर्तारकीय माध्यम में देखा गया है।[36] बाद के वर्षों में •OH को मुख्य रूप से ओरियन क्षेत्र में दूर अवरक्त तरंगदैर्घ्य पर इसके घूर्णी संक्रमणों द्वारा देखा गया था। चूँकि •OH का प्रत्येक घूर्णी स्तर लैम्ब्डा द्विक् द्वारा विघटित किया जाता है, खगोलज्ञ मूल अवस्था से विभिन्न प्रकार की ऊर्जा अवस्थाओं का निरीक्षण कर सकते हैं।

प्रघात की स्थिति का ट्रेसर

•OH के घूर्णी संक्रमणों को ऊष्मीकृत करने के लिए बहुत उच्च सघनता की आवश्यकता होती है,[37] इसलिए एक शांत आणविक बादल से दूर-अवरक्त उत्सर्जन लाइनों का पता लगाना कठिन है। 106 cm−3 के H2 सघन पर भी, अवरक्त तरंगदैर्घ्य पर धूल प्रकाशत: मोटी होनी चाहिए। लेकिन एक आणविक बादल के माध्यम से एक प्रघाती तरंग का मार्ग ठीक वह प्रक्रिया है जो आणविक गैस को धूल के साथ संतुलन (साम्य) से बाहर ला सकती है, जिससे दूर-अवरक्त उत्सर्जन लाइनों का प्रेक्षण संभव हो जाता है। सामान्य तेज प्रघात हाइड्रोजन के सापेक्ष •OH बहुलता में एक क्षणिक वृद्धि उत्पन्न कर सकता है। इसलिए, यह संभव है कि •OH की दूर-अवरक्त उत्सर्जन रेखाएं प्रघात की स्थितियों का एक अच्छा निदान हो सकती हैं।

विसरित बादलों में

विसरित बादल खगोलीय भाग के हैं क्योंकि वे ISM के विकास और ऊष्मप्रवैगिकी में प्राथमिक भूमिका निभाते हैं। 21 सेमी में पर्याप्त मात्रा में परमाणु हाइड्रोजन के प्रेक्षण ने उत्सर्जन और अवशोषण दोनों में अच्छा संकेत-से-रव अनुपात दिखाया है। फिर भी, HI प्रेक्षणों में मूल कठिनाई होती है जब वे हाइड्रोजन नाभिक के कम द्रव्यमान क्षेत्रों में एक विसरित बादल के केंद्र भाग के रूप में निर्देशित होते हैं: हाइड्रोजन लाइनों की ऊष्मीय चौड़ाई उसी क्रम की होती हैं जिस क्रम में भाग की संरचनाओं के आंतरिक वेग होते हैं, इसलिए विभिन्न तापमानों और केंद्रीय वेगों के बादल घटक स्पेक्ट्रम में अविभेद्य होते हैं। सिद्धांत रूप में आणविक रेखा प्रेक्षण इस समस्या से सफर नहीं हैं। HI के विपरीत, अणुओं में आमतौर पर उत्तेजन ताप Tex ≪ Tkin होता है, जिससे पर्याप्त मात्रा में स्पीशीज़ से भी उत्सर्जन बहुत निर्बल होता है। CO और •OH सबसे सरलता से अध्ययन किए जाने वाले कैन्डिडेट अणु हैं। CO में स्पेक्ट्रम के एक क्षेत्र (तरंग दैर्ध्य <3 मिमी) में संक्रमण होता है जहां प्रबल पृष्ठभूमि के सातत्य स्रोत नहीं होते हैं, लेकिन •OH में 18 सेमी उत्सर्जन होता है|[28] प्रेक्षण अध्ययन उपतापीय उत्तेजना के साथ अणुओं के संसूचन का सबसे सुग्राही माध्यम प्रदान करते हैं, और स्पेक्ट्रमी रेखा की अपारदर्शिता दे सकते हैं, जो आणविक क्षेत्र के मॉडल के लिए एक केंद्रीय समस्या है।

विसरित बादलों से •OH और HI अवशोषण रेखाओं की शुद्धगतिकी तुलना पर आधारित अध्ययन उनकी भौतिक स्थितियों को निर्धारित करने में उपयोगी होते हैं, विशेष रूप से क्योंकि भारी तत्व उच्च वेग विभेदन प्रदान करते हैं।

मेसर्स

•OH मेसर्स, एक प्रकार का खगोलभौतिकीय मेसर, अंतरिक्ष में खोजे जाने वाले पहले मेसर्स थे और किसी भी अन्य प्रकार के मेसर्स की तुलना में अधिक पर्यावरण में देखे गए हैं।

आकाशगंगा (मिल्की वे) में, •OH मेसर्स तारकीय मेसर्स (विकसित तारे), अन्तरातारकीय मेसर्स (बड़े पैमाने पर तारक निर्माण के क्षेत्र), या सुपरनोवा शेष और आणविक सामग्री के बीच अंतरापृष्ठ में पाए जाते हैं। अन्तरातारकीय •OH मेसर्स को अक्सर अल्ट्राकॉम्पैक्ट H II क्षेत्रों (UC H II) के आस-पास आणविक सामग्री से देखा जाता है। लेकिन बहुत नए तारों से जुड़े मेसर्स हैं जो अभी तक UC H II क्षेत्रों का निर्माण नहीं पाए हैं।[38] •OH मेसर्स का यह वर्ग बहुत सघन सामग्री के किनारों के पास बनता प्रतीत होता है, वह स्थान जहां H2O मेसर्स बनते हैं, और जहां कुल सघन तेजी से ड्राप होता है और यूवी तारों से बनने वाले यूवी विकिरण H2O अणुओं को अलग कर सकते हैं। इसलिए, इन क्षेत्रों में •OH मेसर्स का प्रेक्षण, उच्च आकाशीय विभेदन पर अंतरतारकीय प्रघातों में महत्वपूर्ण H2O अणु के वितरण की जांच करने का एक महत्वपूर्ण तरीका हो सकता है।

यह भी देखें

संदर्भ

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बाहरी संबंध

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