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我国科学家在长碳链分子搜寻方面取得重要进展
文章来源:国家自然科学基金委员会       更新时间:2016年07月07日

近日,中国科学院上海天文台沈志强研究员领导的天马望远镜研究团队利用上海天文台65米口径的天马射电望远镜对巨蛇座区域内南侧(Serpens South)的一个云核进行了碳链分子的搜寻,并在其中探测到了丰富的碳链分子。相关研究成果以“TMRT Observations of Carbon-chain molecules in Serpens South 1A”(天马射电望远镜在巨蛇座区域内南侧发现长碳链分子)为题,于2016年6月21日在Astrophysical Journal(《天体物理学报》)上发表。论文链接:http://dx.doi.org/10.3847/0004-637X/824/2/136。该研究得到了国家自然科学基金重大项目(项目批准号:11590780)的资助。

  碳是宇宙中含量最丰富的元素之一,也是复杂多样的星际分子的重要组成部分。在星际冷暗云核中,碳主要以线性碳链分子的形式存在,如HCnN, CnH, CnS分子等。这些高度不饱和分子不但与含碳化合物的形成和破坏有着密切的关系,而且还是恒星形成研究中重要的化学探针。因此,碳链分子,尤其是长碳链分子(n ≥ 5)的形成和演化是天体化学的重要研究课题。遗憾的是,自上世纪70年代在金牛座分子云的云核1(Taurus Molecular Cloud 1;TMC-1)中探测到丰富的长碳链分子以来,天文学家直到2010年才找到第二个富含长碳链分子的云核—豺狼座分子云的云核1A(Lupus-1A),这大大限制了长碳链分子的观测研究。

  该研究团队此次探测到的丰富碳链分子包括C3S、HC5N、HC7N、HC9N、C6H、C8H,以及HC3N和它的同位素分子H13CCCN、HC13CCN、HCC13CN。得益于天马望远镜的高灵敏度和速度分辨率,有9条跃迁线首次在星际空间被探测到,2条精细结构线首次被分解开(左图)。

  他们研究发现,Serpens South 1A中碳链分子的柱密度约为1012-1013 cm-2,与TMC-1和Lupus-1A相当。因此,同Lupus-1A一样,这个源也属于“类TMC-1 分子云”,Serpens South也成为Taurus和Lupus外第三个探测到长碳链分子HC9N 和C8H 的分子云复合体。HC3N的同位素分子的丰度比[H13CCCN]:[HC13CCN]:[HCC13CN]与TMC-1的观测结果类似,表明两个源中的长碳链分子可能具有类似的形成机制(右图)。

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