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C 波段激发态 OH 脉泽搜寻工作

20 世纪 60 年代, 羟基( OH)分子首次在星际介质中被探测到,基态 OH 天体脉泽也首次被探测到。类似于激光是在光学波段的一种受激发射,脉泽是在微波波段的一种受激发射。目前已经探测到的天体脉泽分子包括水、甲醇、氧化硅及其同位素、甲醛、氰化氢及其同位素等。OH 分子的结构简单,其脉泽具有多条谱线,其中波长在 L 波段(频率包括 1 612 MHz, 1 665MHz, 1 667 MHz 和 1 720 MHz)的基态跃迁和波长在 C 波段(频率包括 4 660 MHz, 4 750MHz, 4 765 MHz, 6 016 MHz, 6 030 MHz, 6 035 MHz 和 6 049 MHz)的激发态跃迁最为普遍。OH 脉泽由于其具有线宽窄、流量强,以及在小尺度上具有成团成块性等特征,且普遍存在于宇宙的各类天体环境中,因此, 可以用于示踪辐射源的物理性质和化学环境等。

国家授时中心乔海花助理研究员(兼任天马望远镜特聘青年研究员) 等人利用天马望远镜, 在 C 波段进行了激发态 OH 脉泽的搜寻。 他们所搜寻的样本由约 200 个基态 OH 脉泽组成。他们还同时观测了 7 条激发态 OH 跃迁谱线、 1 条甲醛跃迁谱线和 1 条甲醇跃迁谱线。结合基态OH 脉泽,激发态 OH 脉泽可以被用来推测脉泽产生区域的物理条件,包括磁场和动力学场等信息, 以研究不同跃迁 OH 脉泽的抽运机制。 他们在大质量恒星形成区 W3(OH)共探测到 5 条脉泽谱线,包括 4 条 OH 脉泽谱线和 1 条甲醇脉泽谱线。 图 1 是在恒星形成区 W3(OH)探测到的 4 765MHz OH 脉泽谱线)。 

图 1 恒星形成区 W3(OH)中的 4 765 MHz OH 脉泽谱线