银河系氨及其同位素分子系统观测研究

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观测银河系中的氨分子得到相应的14N/15N同位素丰度比,从而建立星际氨同位素丰度比的标准数据库,以及为银河系化学演化理论提供新的限制是我们的主要目标。我们的大样本一共有210个源,先后利用上海天马65米射电望远镜和德国Effelsberg射电望远镜观测,一共有141个源探测到14NH3发射信号,141个源里面有15个源探测到多15NH3发射信号,其中有3个源同时被两个望远镜探测到15NH3发射信号。我们计算了这15个源的线参数以及物理参数:光深,旋转温度,动力学温度和总柱密度。把14NH3和15NH3柱密度之比作为14N/15N同位素丰度比。我们比较了同一个源不同望远镜的14N/15N同位素丰度比计算结果,发现在误差范围内,这3个源来自不同望远镜的比值是一致的。对太阳距与氮同位素丰度比的关联性进行分析,发现两者是不相关的,说明观测对同位素丰度比的影响是可以忽略的。经过对动力学温度和氮同位素丰度比关联性分析,也没有发现相关性,这也说明同位素分馏对我们的样本的影响可以忽略。我们发现14N/15N同位素丰度比随着银心距增长有往上的趋势,这证明了氮同位素丰度比在银河系是梯度分布的。最后,我们把最新的银河系化学演化模型和我们得到的氮同位素丰度比梯度进行比较分析,发现我们的观测结果和理论模型结果是一致的。因为只有15个源同时被探测到氨分子以及它的同位素,为了得到更准确可靠的结果,我们后续将会申请补充观测,特别是会增加在0-4 kpc以及大于8 kpc的源的数据。除此之外,N2H+分子也是一种很好的示踪分子,我们计划利用N2H+分子开展银河系氮同位素丰度比的观测研究。对不同示踪分子的观测进行比较分析,有助于避免梯度关系中可能存在的系统误差。另外,目前对于星际介质中32S/34S同位素丰度比的观测只使用到了CS及其同位素分子C34S,单一示踪分子的测量结果可能存在系统性的误差。因此使用其他含硫分子进行银河系硫同位素丰度比的测量显得十分重要。我们使用IRAM 30米射电望远镜利用32SO和34SO分子对分子云进行观测。我们的样本的距离值是通过高分辨的三角视差观测得到的,因此相比之前的源的距离更准确。对观测谱线进行处理分析,发现有6个源同时探测到了32SO和34SO谱线。利用32SO和34SO的谱线强度比获得它们的同位素丰度比32S/34S。对比发现我们的结果和之前通过CS观测得到的同位素丰度比结果很好地吻合,且不需要像CS分子那样做光深效应的改正,这意味着32SO分子能够更好地示踪星际介质中硫元素的丰度。后续将对大样本源开展32SO和34SO分子的观测,准确确定大样本源的同位素丰度比32S/34S,进一步验证银河星际介质中硫同位素丰度比的梯度关系。
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