Laboratory technique for obtaining multicomponent analogues of interstellar ice

Разработан метод контроля количественного соотношения компонентов в аналогах межзвездных льдов, получаемых в лабораторных условиях. По полученным данным с масс- спектрометра и ИК-спектрометра нами построены калибровочные кривые для различных чистых веществ. Калибровочная кривая демонстрирует зависимость средней скорости напыления исследуемого вещества на подложку от значения среднего ионного тока. С использованием этого метода в настоящее время в лабораторных условиях получают многокомпонентные аналоги межзвездных льдов и рассчитывают константы экстинкции вещества в различных окружениях. В данной работе представлена методика получения таких кривых и приведен пример.We have developed a method for monitoring of the quantitative ratio of components in analogues of interstellar ice obtained in laboratory conditions. We have constructed calibration curves for various pure substances using the data obtained from the mass spectrometer and IR spectrometer. The calibration curve demonstrates the dependence of the average rate of deposition of the test substance on the substrate on the value of the average ion current. Currently, using this method, we obtain multicomponent analogues of interstellar ices and calculate the extinction constants of species in various environments. This paper presents a method for obtaining such curves and provides an example.Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, тема FEUZ-2020-0038

СRYOGENIC ULTRAHIGH VACUUM FACILITY FOR OBTAINING INFRARED SPECTRA OF ICE MANTLES ANALOGUES ON INTERSTELLAR DUST GRAINS

The cryogenic ultra-high vacuum setup has been assembled for conducting infrared spectroscopic studies on interstellar ice analogues. This setup allows for the investigation of infrared spectra, chemical reactions, and optical constants of amorphous molecular phases under astrochemical conditions.Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, тема FEUZ-2020-0038, и Российского Научного Фонда, грант РНФ 23-12-00315

HCN band strengths study in the interstellar ice analogues

Запуск в космос орбитальных телескопов значительно упростил поиск молекул в конденсированной фазе, колебания которых активны в инфракрасном (ИК) диапазоне. Среди данных молекул особый интерес представляет циановодород (HCN). Это вещество присутствует во многих астрономических средах и представляет собой возможный прекурсор биологических соединений. В данной работе получены спектры конденсированного HCN в среднем ИК-диапазоне в смесях с H2O, CO2, CO, CH3OH и в смеси H2O:NH3 при различных концентрациях HCN; измерены силы полос поглощения HCN в данных средах, необходимые для количественного определения лучевой концентрации HCN по данным астрономических наблюдений.The orbital telescopes have significantly simplified searching of the molecules in the condensed phase with active vibrations in the infrared, particularly hydrogen cyanide (HCN). This compound is found in numerous astronomical environments and can be a precursor to biological species. In this study, we acquired spectra of condensed HCN in the mid-IR range into mixtures of H2O, CO2, CO, CH3OH and a mixture of H2O:NH3 at varying concentrations of HCN. We measured the band strengths of HCN in these mediums, which are crucial for quantitatively determining column density of HCN based on astronomical observations.Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, тема FEUZ-2020-0038

Experimental data workflow optimisation in the UrFU Research Laboratory for Astrochemistry

Повседневная работа лаборатории, в частности работа на инфракрасном Фурье- спектрометре, подразумевает генерацию большого количества сырых экспериментальных данных. Обработка, анализ данных и представление их в формате, доступном для интерпретации и коллективного обсуждения, является трудоемкой и многоступенчатой, но необходимой частью работы исследователя. В публикации описана проведенная работа по оптимизации и автоматизации типичных сценариев обработки данных в Научной лаборатории астрохимических исследований УрФУ с использованием языка программирования Python. Приводятся диаграмма рабочего процесса обработки экспериментальных данных, полученных с использованием инфракрасного Фурье-спектрометра, перечень написанных программ. Нами был написан набор приложений, за счет использования которого достигнуто существенное ускорение обработки данных и программно реализован стандарт каталогизации данных. Данный опыт может быть полезен при оптимизации работы других лабораторий.Day-to-day laboratory work, in particular, usage of the FT-IR spectrometer, generates vast amounts of raw experimental data. Processing and analysis of such data, its transformation into a format suited for interpretation and collective discussion is a tedious, multistage, yet necessary task. This report describes the work done to optimize and automate common data processing scenarios present in the work of Research Laboratory for Astrochemistry using the Python programming language. We provide a workflow chart for processing FT-IR spectrometer data and provide a list of developed apps. A set of applications was developed through the usage of which we achieved an increase of the speed of data processing and implemented a data cataloging standard on a software level. This experience can be used to improve the workflow of other laboratories.Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, тема FEUZ-2020-0038