星际介质（ISM）中元素的耗尽情况对于准确模拟分子云和恒星形成区等不同天体物理环境中的化学演化至关重要。目前的研究表明，随着云密度的增加，几乎所有元素都会发生耗尽。大部分被耗尽的元素可以在气相（分子形式）和尘埃冰壳层中找到。然而，致密云核中硫的耗尽过程在过去的几十年来一直是一个未解之谜，近乎99%的硫缺失仍未得到合理的解释。这被称为暗云或恒星形成区中硫耗尽或硫缺失问题。

近日，中国科学院新疆天文台天体化学研究团组副研究员Wasim IQBAL及其合作者，利用从南山26米射电望远镜（NSRT）获得的观测数据，对分子云TMC-1的碳链含硫物种（C₂S和C₃S）进行了研究。研究结果已发表于《中国物理快报》（CPL 2024, 41 (2): 029501）。论文链接：点击这里。

图1 左图：不同C/O值对C₂S（蓝线）和C₃S（红线）模拟气相丰度的影响，f_o(S⁺) = 1.5 10^-5。右图：硫耗尽对C₂S（蓝线）和C₃S（红线）模拟丰度的影响，C/O = 1。模拟丰度与观测值在2 10⁵ ~ 10⁶年的时间范围内进行了比较，这是推测的TMC-1云年龄的下限和上限。

研究人员发现，在由碳氧比决定的不同类型致密云核中，C/O超过0.75，硫耗尽才可能发生。该研究结果表明，C/O是一个关键参数，对分子云中含硫物种的演化过程起到决定性作用。图1展示模型给出的C₂S和C₃S的气相丰度随时间变化以及C/O的影响（详情见图）。因此，研究者应根据源的类型来仔细选择 C/O的值；否则，这可能导致模拟结果出现明显的不准确性。此外，为了成功地对C₂S、C₃S以及其他含硫物种丰度进行天文模拟，需要对C/O进行更好的观测约束。研究结果对暗云或恒星形成区的硫耗尽或硫缺失问题提供了更多的视角与启发。

国家天文科学数据中心为观测设备和研究计划提供数据与技术服务。

新闻来源：新疆天文台官网