A formação dos hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) e PAHs metilados ocorre principalmente nos envoltórios de estrelas já nos estágios finais da sua evolução, na fase AGB (Assimptotic Giant Branch). Estas moléculas são submetidas a fótons provenientes da estrela central que induzem aos processos de ionização e dissociação. Estudou-se experimentalmente a interação da radiação síncrotron na faixa de raios-X moles com o composto tolueno (C₆H₅CH₃), precursor de PAHs metilados. Espectros de massa revelaram a presença de íons duplamente ionizados tanto do próprio tolueno como de vários fragmentos contendo sete átomos de carbono. Cálculos Ab Initio elucidaram a estrutura química e a estabilidade destas espécies duplamente ionizadas. A sobrevivência relativamente alta dessas espécies, sujeitas a ionização da camada interna do carbono, sugerem que podem ser observadas no meio circunstelar e interestelar, em regiões onde os PAHs são detectados. A partir das seções de choque medidas, foram determinadas as taxas de ionização e de destruição do tolueno no envoltório da estrela T Dra, uma AGB rica em carbono.

Este trabalho foi parte da tese de doutorado de Thiago Monfredini orientado pela professora Heloisa M. Boechat-Roberty do Observatório do Valongo-UFRJ, e contou com a participação dos pesquisadores teóricos Felipe Fantuzzi e Marco Antonio Chaer do Nascimento do Instituto de Química-UFRJ e experimental WaniaWolff do Instituto de Física -UFRJ.

O trabalho completo, publicado em abril de 2016 no The Astrophysical Journal, pode ser lido aqui.

Single and Double Photoionization and Photodissociation of Toluene by Soft X-Rays in a Circumstellar Environment

T. Monfredini, F. Fantuzzi, M. A. C. Nascimento, W. Wolff, and H. M. Boechat-Roberty

2016 ApJ 821 4 doi:10.3847/0004-637X/821/1/4