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找到新產區,提出新機制——天馬望遠鏡助力北京大學的科研團組在星際碳鏈分子研究領域取得新進展
2019-10-14 | 編輯: | 【】【打印】【關閉

  近日,中科院上海天文臺與北京大學合作,北京大學的科研團組借助天馬望遠鏡在星際碳鏈分子研究領域取得新進展。提出了星際碳鏈分子形成的新機制:“激波激發碳鏈化學(SCCC;Shocked Carbon-Chain Chemistry)機制;找到新的“聚產區”,即豺狼座I 區域也是銀河系中的碳鏈分子“聚產區”,以上研究結果發表在國際核心天文學期刊《皇家天文學會月刊》上。此外,該團隊還在金牛座一個分子云核L1489-EMC找到碳鏈分子的特殊產區,并首次測到了碳鏈分子輻射的高速成分,以上研究結果發表在國際核心天文學期刊《天文學與天體物理》上。 

  碳鏈分子最早于1971年在人馬座B2中被發現,后來多在早期冷暗分子云核中探測到。金牛座堪稱是我們銀河系中碳鏈分子的“聚產區”,特別是金牛座中的TMC-1云核。在這些早期冷暗分子云核中,有豐富的碳原子和碳離子為碳鏈分子形成提供原材料,這種形成機制稱作早期碳鏈化學(ECCC; Early Carbon-Chain Chemistry)。另外一種碳鏈分子形成的機制稱作溫碳鏈化學。 

  北京大學物理學院天文系吳月芳教授領導的研究團利用中國科學院上海天文臺天馬望遠鏡和紫金山天文臺青海觀測站13.7米毫米波望遠鏡進行觀測,發現了三個前所未有的結果:在3個有更長的恒星形成歷史的源(IRAS20582+7724, 1221L1251A)中,含氮分子不再豐富,含硫分子輻射不僅沒有減弱反而增加了,此前的ECCCWCCCWarm Carbon-Chain Chemistry)化學模型均無法解釋這一現測事實。根據這3個源的觀測特征,該研究團組提出了“激波激發碳鏈化學(SCCC; Shocked Carbon-Chain Chemistry)機制,因為劇烈的恒星活動提供了含硫碳鏈分子形成的原材料。這個機制已經得到氣體-塵埃兩相化學模型的支持。 

  在豺狼座ILupus I)區域,該研究團組新證認了4個早期碳鏈分子產區,其中有1個和金牛座中的聚產區TMC-1云核類似,另外3個的輻射均很強。這說明豺狼座I 區域也是銀河系中的碳鏈分子“聚產區”。 

  另外,該團隊在金牛座一個分子云核L1489-EMC中探測到了豐富的碳鏈分子輻射,含硫分子的數目少于含氮分子。該分子云核屬于無星核階段,屬于早期云核中的化學環境。但奇怪的是,其中卻觀測到了本應屬于演化較晚的云核中才擁有的高能級碳鏈分子。導致這一云核存在和現有模型差異的原因可能是該分子云核受到了鄰近原恒星L1489-IRS的加熱,這一加熱效應使得分子云核得到了額外的熱量,并將塵埃上的物質蒸發出來,成為一個特殊的碳鏈分子產區。此外,還首次測到了碳鏈分子輻射的高速成分。 

  該項研究得到了中國國家重點研究與發展計劃(2017YFA0402600)、國家自然科學基金(11433008,11373009,11503035,11573036和U1631237)、中國科技部對于基礎研究的重點發展計劃(No.2012CB821800)、云南省頂級人才計劃(2015HAO30)的支持。D. Madones感謝來自CONICYT計劃(AFB-170002)的支持,Natalia Inostroza感謝CONICYT計劃(REDI170243)的支持。

  文章鏈接:Doi: 10.1093/mnras/stz1498

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