H2CN/H2NC 丰度比:一种用于星际介质的潜在新温度示踪剂

${\rm H_2NC}$ 自由基是 ${\rm H_2CN}$ 自由基的高能亚稳态异构体,除 PKS 1830-211 类星体前方的某个温暖星系外,近来首次在星际介质中朝向少数寒冷银河系源被探测到。这些探测表明,${\rm H_2CN}$/${\rm H_2NC}$ 异构体比值如同 HCN/HNC 比值一样,可能随动力学温度 ($T_{\rm kin}$) 升高而增大,但其在温暖源中的匮乏仍阻碍我们确认该假设并阐明其化学。本工作中,我们利用 IRAM 30m 观测,首次报道了 ${\rm H_2CN}$ 与 ${\rm H_2NC}$ 在温暖银河系源 G+0.693-0.027 分子云(其 $T_{\rm kin} > 70 \, {\rm K}$)中的探测。我们探测到了 $N_{K_\text{a}K_\text{c}} = 1_{01} - 0_{00}$ 与 $2_{02} - 1_{01}$ 跃迁的多个超精细成分。我们推导出相对于 ${\rm H_2}$ 的丰度为:${\rm H_2CN}$ 为 (6.8$\pm$1.3)$\times 10^{-11}$,${\rm H_2NC}$ 为 (3.1$\pm$0.7)$\times 10^{-11}$,以及 ${\rm H_2CN}$/${\rm H_2NC}$ 丰度比为 2.2$\pm$0.5。这些探测确认了对于 $T_{\rm kin} > 70 \, {\rm K}$ 的源,${\rm H_2CN}$/${\rm H_2NC}$ 比值 $\gtrsim$2,大于先前在较冷核($T_{\rm kin}\sim10 \, {\rm K}$)中发现的 $\sim$1 比值。这种随温度的异构体比值依赖无法完全由当前提出的气相形成与破坏路径解释。包括 ${\rm H_2NC} \rightarrow {\rm H_2CN}$ 异构化在内的颗粒表面反应值得考虑,以解释在温暖源中观测到的高异构体比值与 ${\rm H_2CN}$ 丰度,其中分子可通过热和/或激波诱导机制脱附进入气相。