助力北京大学科研团组在星际 C 链分子研究领域取得新进展
北京大学科研团组与中国科学院上海天文台合作, 借助天马望远镜在星际 C 链分子研究领域取得新进展: 提出了星际 C 链分子形成的新机制——激波激发 C 链化学( shocked carbonchain chemistry, SCCC) 机制; 找到了新的聚产区, 即发现了豺狼座 I (Lupus I) 区域也是银河系中的 C 链分子聚产区。 以上研究结果发表在国际核心天文学期刊 MNRAS 上。 此外, 该团队还在金牛座的分子云核L1489-EMC 找到 C 链分子的特殊产区, 并首次测到了 C 链分子辐射的高速成分。 该研究结果发表在国际核心天文学期刊 ApJ 上。
C 链分子最早于 1971 年在人马座 B2 中被发现, 后来多在早期冷暗分子云核中被探测到。金牛座堪称是我们银河系中 C 链分子的聚产区, 特别是金牛座中的 TMC-1 云核。 在这些早期冷暗分子云核中, 有丰富的 C 原子和 C 离子, 它们为 C 链分子形成提供原材料。 这种形成机制被称为早期 C 链化学(early carbon-chain chemistry, ECCC)。 此外,还有一种 C 链分子形成的机制, 被称为温 C 链化学(warm carbon-chain chemistry, WCCC)。
北京大学物理学院天文系吴月芳教授领导的研究团组利用中国科学院上海天文台天马望远镜和紫金山天文台青海观测站 13.7 m 口径的毫米波射电望远镜进行观测, 发现了三个前所未有的现象: 在 3 个有较长恒星形成历史的源(IRAS20582+7724, 1221, L1251A) 中, 含 N 分子不再丰富, 而含 S 分子的辐射不仅没有减弱, 反而增加了, 此前的 ECCC 和 WCCC 机制均无法解释这一观测事实。 根据这 3 个源的观测特征, 该研究团组提出了激波激发 C 链化学(SCCC)机制, 因为剧烈的恒星活动提供了含 S 的 C 链分子形成的原材料。 这个机制与气体-尘埃两相化学模型一致。
该研究团组在豺狼座 I 区域新证认了 4 个早期 C 链分子产区, 其中有 1 个与金牛座中的聚产区 TMC-1 云核类似, 另外 3 个的辐射均很强。 这说明豺狼座 I 区域也是银河系中的 C 链分子聚产区。
另外, 该团队在金牛座的分子云核L1489-EMC 中探测到了丰富的 C 链分子辐射, 其含 S 分子数少于含 N 分子数。 该分子云核处于无星核阶段, 即处于早期云核中的化学环境。 但奇怪的是, 他们在其中观测到了本应属于演化较晚的云核中才具有的高能级 C 链分子。 导致该观测结果与现有模型不一致的原因可能是, 该分子云核受到邻近原恒星 L1489-IRS 的加热而获得了额外的热量, 从而将尘埃上的物质蒸发出来, 成为特殊的 C 链分子产区。 此外, 他们还首次测到了 C 链分子辐射的高速成分。
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