原恒星核中氯向 HCl 冰的耗竭

气相物种冻结到冷尘埃颗粒上会极大地改变原恒星物质的化学性质及加热 - 冷却平衡。与一氧化碳 (CO) 等众所周知的物种不同，丰度 $<10^{-5}$ 的各种元素载体的冻结尚未得到充分研究。本文旨在研究原恒星核 OMC-2 FIR 4 中氯的耗竭。我们利用赫歇尔空间天文台 (Herschel Space Observatory) 和加州理工亚毫米波天文台 (Caltech Submillimeter Observatory) 的设施，观测了朝向 OMC-2 FIR 4 的 HCl 和 H2Cl+ 跃迁。我们的分析利用了最先进的氯气 - 尘化学模型以及新计算的 HCl-H$_{2}$ 超精细碰撞激发速率系数。HCl 谱线中的窄发射成分示踪了延展包层，而宽成分则示踪了更致密的中心区域。FIR 4 中的气相 HCl 丰度为 9e-11，仅为挥发性元素氯丰度的 0.001 倍。H2Cl+ 谱线在吸收中被探测到，并示踪了一个稀薄的前景云，我们在其中未发现挥发性氯的耗竭。气相 HCl 只是原恒星核中氯冰山的一角。利用气 - 尘化学模型，我们表明在暗云阶段，原子氯在颗粒表面的氢化作用将至少 90% 的挥发性氯封存为 HCl 冰，并使其保留至原恒星阶段。约 10% 的氯以气相原子形式存在。气相 HCl 是一个次要但具有关键诊断意义的储库，其在大多数原恒星核中的丰度 <1e-10。我们发现 OMC-2 FIR 4 中的 35Cl/37Cl 比值为 3.2\pm0.1，与太阳系值一致。