氘分馏作为银河系中心多相成分的示踪剂

中央分子区（CMZ）包含我们银河系大部分质量，但其恒星形成率比银盘低一个数量级。这可能与以下事实有关：CMZ 中大部分气体处于温暖（>100 K）且湍动的相中，而处于前恒星相的物质很少。我们在本快报中展示了对 CMZ 分子云 G+0.693-0.027 的 HCN、HNC、HCO$^{+}$ 和 N$_{2}$H$^{+}$ 氘分馏（D/H 比）的观测。这些观测首次清晰地显示出存在一个较冷、较密、较少湍动的窄成分，其线宽为 $\sim$9 km s$^{-1}$，此外还有温暖、较稀疏且湍动的宽成分，其线宽为 $\sim$20 km s$^{-1}$。HCO$^{+}$ 和 N$_{2}$H$^{+}$ 极低的 D/H 比 $\le$6$\times$10$^{-5}$（接近宇宙值 $\sim$2.5$\times$10$^{-5}$），以及宽成分推导出的 HCN 和 HNC 的高 D/H 比 $>$4$\times$10$^{-4}$，证实了腈类高温氘化路径的存在。对于窄成分，我们推导出所有分子的 D/H 比 $>$10$^{-4}$ 和激发温度 $7$ K，表明动力学温度 $\le$30 K 且 H$_2$ 密度 $\ge$5$\times$10$^{4}$ cm$^{-3}$，至少比宽成分大一个数量级。本快报提出的方法能够识别 CMZ 中处于恒星形成边缘（即前恒星条件下）的云。该方法也可用于外星系中此类云的识别。