彗星冰中硫二聚体S2的稳定性

S2在彗星中已被观测到数十年，包括彗星67P/丘留莫夫-格拉西缅科。尽管该分子在这些天体上似乎普遍存在，但其来源的性质仍然未知。在本研究中，我们假设S2是由嵌入彗星冰粒前体中的含硫分子经辐照（光解和/或辐射分解）形成的，并且宇宙射线通量同时在冰中产生空隙，生成的分子可在其中积累。我们研究了S2分子在此类空腔中的稳定性，假设周围的冰由H2S或H2O构成。我们表明，S2分子在此类空隙中的稳定化能量接近H2O冰的结合能，这意味着它们只能在后者升华时离开冰基质。由于S2在气相中寿命很短，我们推导出其在颗粒中通过辐照形成必须仅发生在低密度环境中，如星际介质或原太阳星云的上层，那里的局域温度极低。在第一种情况下，彗星将由进入星云时保持原始状态的冰粒凝聚而成。在第二种情况下，彗星将由在原太阳星云中凝结的冰粒凝聚而成，这些冰粒在湍流输运至星盘上层的过程中受到了有效辐照。这两种情况都与彗星中存在分子氧的观测结果一致。