大质量恒星形成早期的化学演化 II：氘化
星系天体物理
2015-07-15 v1
摘要
大质量恒星形成区的化学演化仍缺乏有效约束。研究氘化分子的演化有助于区分大质量恒星形成区的后续阶段，这是因为氘同位素分馏具有强烈的温度依赖性。我们观测了包含 19 个红外暗云、20 个大质量原恒星天体、11 个热分子核和 9 个超致密 HII 区的 59 个源样本，观测对象为四种氘化分子 DCN、DNC、DCO+ 和 N2D+ 的 (3-2) 跃迁及其非氘化对应物。DCN、DNC 和 DCO+ 的总体检出率很高，在大多数阶段均超过 50%。N2D+ 仅在少数红外暗云和大质量原恒星天体中被检出。这可能与该跃迁频率处的通带问题以及在演化程度更高、更温暖的阶段丰度较低有关。我们发现 DCN 的中位 D/H 比率约为 0.02，DNC 约为 0.005，DCO+ 约为 0.0025，N2D+ 约为 0.02。虽然 DNC、DCO+ 和 N2D+ 的 D/H 比率随时间降低，但 DCN/HCN 在热分子核阶段达到峰值。我们仅发现 N2D+ 的 D/H 比率与中心源光度及谱线半高全宽 (FWHM) 存在弱相关性，而与 H2 柱密度无相关性。结合先前观测的另一组 14 种分子（论文 I），我们利用一个包含随时间变化的 D-化学以及正氢和仲氢 () 态的复杂一维物理化学模型拟合了计算出的柱密度。该模型获得了与观测数据整体良好的拟合。这是首次将观测与建模相结合，推导出包含氘化的大质量恒星形成演化的基于化学的最佳拟合模型之一。
引用
@article{arxiv.1503.06594,
title = {Chemical evolution in the early phases of massive star formation II: Deuteration},
author = {Th. Gerner and Y. Shirley and H. Beuther and D. Semenov and H. Linz and T. Abertsson and Th. Henning},
journal= {arXiv preprint arXiv:1503.06594},
year = {2015}
}
备注
26 pages, 16 figures, accepted at A&A