化学作为巨型星形成区域结构与演化的探针

我们对 AFGL 2591 这一巨型星形成区域的包层进行详细的热力学和气相化学模型计算。采用时空依赖的化学模型，研究 van der Tak 等人（1999; 2000）提出的物理结构以及该区域的化学演化。该模型与覆盖该源内广泛条件的 29 种化学物种的观测结果进行比较。在比较模型与辐射及吸收观测时需谨慎处理，我们发现大部分化学结构都能很好地解释。特别是，我们发现氮和烃类化学可受温度显著影响，存在高温通路生成 HCN 的可能性。虽然我们无法确定硫的储存位置，但观测结果可通过模型解释，其中大部分硫以 CS 形式存在于冷气体中，以 SO$_{2}$ 形式存在于温暖气体中，而原子硫则位于最温暖的气体中。观察到的离子如 HCO$^+$ 和 N$_2$H$^+$ 以及冷气相生成 HCN 的浓度，约束了宇宙射线电离率为 $\sim 5.6 \times 10^{-17}$ s$^{-1}$，误差约为三倍。最后，我们发现模型与观测结果在 $7 \times 10^{3} \leq t(\mathrm{yrs}) \leq 5 \times 10^{4}$ 时能在合理的水平下同时吻合，尤其在坍缩形成中心光源时，$t \sim 3 \times 10^{4}$ 年时尤为偏好。