外流/热分子核 G331.512-0.103 中的氰基乙炔

利用 APEX-1 和 APEX-2 观测，我们探测并研究了强外流/热分子核 G331.512-0.103 中 HC$_3$N 分子（氰基乙炔）的转动谱线。我们在 $J$ 为 24 至 39 的能级上证认出三十一条转动谱线；其中十七条处于基态振动能级 $v$=0（9 条对应主 C 同位素体，8 条对应 $^{13}$C 同位素体），十四条处于最低振动激发态 $v_7$=1。利用基于 LTE 的束稀释 $v$=0 跃迁布居图，我们确定 $T_{\rm exc}$=85$\pm$4 K、$N$(HC$_3$N)=(6.9$\pm$0.8)$\times$10$^{14}$ cm$^{-2}$，而对于束稀释的 $v_7$=1 跃迁，我们得到 $T_{\rm exc}$=89$\pm$10 K、$N$(HC$_3$N)=2$\pm$1$\times$10$^{15}$ cm$^{-2}$。使用 H$_2$ 碰撞速率的非 LTE 计算表明，HC$_3$N 发射与基于 LTE 的结果吻合良好。由非 LTE 方法，我们估计大小为 6 角秒的中心核的 $T_{\rm kin}$ $\simeq$90 K、$n$(H$_2$)$\simeq$2$\times$10$^7$ cm$^{-3}$。我们还确定了 130 K 至 145 K 范围内的振动温度，这些值极可能为下限。我们的结果表明转动跃迁已热化，而 IR 辐射抽运过程在将分子激发至振动激发态 $v_7$=1 时可能比碰撞更高效。在 LTE 条件下由 $^{13}$C 同位素体导出的丰度比表明，HC$_3$N 的主要形成路径为 ${\rm C}_2{\rm H}_2 + {\rm CN} \rightarrow {\rm HC}_3{\rm N} + {\rm H}$。