科學家揭示星際介質中硫氫自由基消耗原因

2020-12-22 光明網

  近日,中國科學院大連化學物理研究所袁開軍研究員、楊學明院士團隊與英國皇家科學院院士Michael N. R. Ashfold合作,利用世界上唯一運行在極紫外波段的大型自由電子雷射裝置(大連相干光源)研究硫化氫分子光化學取得了新進展。相關成果發表於《自然—通訊》。

  硫是宇宙中較為豐富的元素之一,在太陽大氣中硫原子的豐度約為1.3×10-5,而在星際介質中實際探測到的含硫分子的豐度要遠遠低於這個值,科學家認為是由於星際輻射場導致含硫分子有一定的消耗。

  由於星際塵埃中氫元素的高豐度和高遷移率等特性,使硫化氫分子成為硫化物撞擊星際塵埃的優先產物。處於基態的硫氫自由基和硫化氫分子都能在星際介質中探測到,但是其相對比例(13%)遠遠低於天體化學模型的預測值。

  研究人員藉助大連相干光源產生的世界上最亮的、波長任意可調的極紫外雷射對硫化氫光解開展了系統研究,發現基態硫氫自由基的量子產率有明顯的波長依賴性。隨著波長變短,產率逐漸減小至零。研究人員表示,綜合考量產物量子產率、硫化氫分子吸收譜和星際輻射場的影響,約26%的光解會產生基態硫氫自由基產物,如果考慮三體解離通道,那麼天文觀測得到的值(13%)則是可能的。

  研究人員表示,該工作揭示了星際介質中硫氫自由基消耗的原因,且為天文觀測的數據可靠性提供了有力的證據,表明有必要修正相關的天體化學模型。(記者劉萬生)

[ 責編:趙宇豪 ]

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