We study whether polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) can be a weighty source of small hydrocarbons in photo-dissociation regions (PDRs). We modeled the evolution of 20 specific PAH molecules in terms of dehydrogenation and destruction of the carbon skeleton under the physical conditions of two well-studied PDRs, the Orion Bar and the Horsehead nebula which represent prototypical examples of PDRs irradiated by "high" and "low" ultraviolet radiation field. PAHs are described as microcanonical systems. The acetylene molecule is considered as the main carbonaceous fragment of the PAH dissociation as it follows from laboratory experiments and theory. We estimated the rates of acetylene production in gas phase chemical reactions and compared them with the rates of the acetylene production through the PAH dissociation. It is found that the latter rates can be higher than the former rates in the Orion Bar at $A_{\rm V} 3.5$. In the Horsehead nebula, the chemical reactions provide more acetylene than the PAH dissociation. The produced acetylene participate in the reactions of the formation of small hydrocarbons (C$_2$H, C$_3$H, C$_3$H$^{+}$, C$_3$H$_2$, C$_4$H). Acetylene production via the PAH destruction may increase the abundances of small hydrocarbons produced in gas phase chemical reactions in the Orion Bar only at $A_{\rm V}>3.5$. In the Horsehead nebula, the contribution of PAHs to the abundances of the small hydrocarbons is negligible. We conclude that the PAHs are not a major source of small hydrocarbons in both PDRs except some locations in the Orion Bar.

中文翻译：

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PAH 光解对 Orion Bar 和 Horsehead PDR 中小烃形成的影响

我们研究了多环芳烃 (PAH) 是否可以成为光解离区 (PDR) 中小烃的重要来源。我们模拟了 20 种特定 PAH 分子在两个经过充分研究的 PDR，猎户座星云和马头星云的物理条件下碳骨架的脱氢和破坏的演变，它们代表了 PDR 被“高”和“高”辐射的典型例子。低”紫外线辐射场。PAH 被描述为微规范系统。根据实验室实验和理论，乙炔分子被认为是 PAH 解离的主要碳质片段。我们估计了气相化学反应中乙炔的产生速率，并将它们与通过 PAH 分解产生乙炔的速率进行了比较。发现后者的费率可以高于 Orion Bar 中的前费率 $A_{\rm V} 3.5$。在马头星云中，化学反应提供的乙炔多于 PAH 的分解。生成的乙炔参与小烃（C$_2$H、C$_3$H、C$_3$H$^{+}$、C$_3$H$_2$、C$_4 $H)。只有在 $A_{\rm V}>3.5$ 时，通过 PAH 分解产生的乙炔可能会增加 Orion Bar 气相化学反应中产生的小烃的丰度。在马头星云中，多环芳烃对小碳氢化合物丰度的贡献可以忽略不计。我们得出的结论是，除了 Orion Bar 的某些位置，PAH 不是两个 PDR 中小烃类的主要来源。在马头星云中，化学反应提供的乙炔多于 PAH 的分解。生成的乙炔参与小烃（C$_2$H、C$_3$H、C$_3$H$^{+}$、C$_3$H$_2$、C$_4 $H)。只有在 $A_{\rm V}>3.5$ 时，通过 PAH 分解产生的乙炔可能会增加 Orion Bar 气相化学反应中产生的小烃的丰度。在马头星云中，多环芳烃对小碳氢化合物丰度的贡献可以忽略不计。我们得出的结论是，除了 Orion Bar 的某些位置，PAH 不是两个 PDR 中小烃类的主要来源。在马头星云中，化学反应提供的乙炔多于 PAH 的分解。生成的乙炔参与小烃（C$_2$H、C$_3$H、C$_3$H$^{+}$、C$_3$H$_2$、C$_4 $H)。只有在 $A_{\rm V}>3.5$ 时，通过 PAH 分解产生的乙炔可能会增加 Orion Bar 气相化学反应中产生的小烃的丰度。在马头星云中，多环芳烃对小碳氢化合物丰度的贡献可以忽略不计。我们得出的结论是，除了 Orion Bar 的某些位置，PAH 不是两个 PDR 中小烃类的主要来源。C$_3$H$^{+}$、C$_3$H$_2$、C$_4$H）。只有在 $A_{\rm V}>3.5$ 时，通过 PAH 分解产生的乙炔可能会增加 Orion Bar 气相化学反应中产生的小烃的丰度。在马头星云中，多环芳烃对小碳氢化合物丰度的贡献可以忽略不计。我们得出的结论是，除了 Orion Bar 的某些位置，PAH 不是两个 PDR 中小烃类的主要来源。C$_3$H$^{+}$、C$_3$H$_2$、C$_4$H）。只有在 $A_{\rm V}>3.5$ 时，通过 PAH 分解产生的乙炔可能会增加 Orion Bar 气相化学反应中产生的小烃的丰度。在马头星云中，多环芳烃对小碳氢化合物丰度的贡献可以忽略不计。我们得出的结论是，除了 Orion Bar 的某些位置，PAH 不是两个 PDR 中小烃类的主要来源。