致密核中的硫气相丰度

挥发性硫在致密云中的丰度是恒星形成区物理与化学研究中一个长期存在的问题。硫是一种重要物种，因为其较低的电离势可能使其成为重要的电荷载体。在致密云气相中观测到的含硫物种仅占宇宙硫丰度的一小部分，这被解释为硫在尘粒表面耗尽进入冰相的特征。然而，可能作为气相主要载体的原子硫在冷核中无法直接观测。我们给出了使用 IRAM-30m 望远镜对四个致密核进行的氮硫化物（NS）自由基的观测结果。在广阔参数空间上的解析化学考量与化学模型表明，NS:N2H+ 丰度比可对气相原子硫的丰度提供直接约束。在早型核中，我们发现 $n(\rm S)/n_{\rm H}$ 接近甚至等于宇宙硫丰度 14$\times 10^{-6}$，表明硫未耗尽且以原子形式存在，这与化学模型一致。化学演化程度更高的核在其最致密部分显示出高达 100 倍的硫耗尽。在 L1544 中，原子硫的耗尽随密度增加而增强。未来观测需要发现硫的固相载体。高硫丰度区间下前恒星核坍缩的初始步骤也需从化学与动力学视角进行探索。