星际磷化学的初步探索

含磷物种是地球上生命形成的关键要素，然而它们在星际介质中几乎未被探测到。由于迄今仅在恒星形成区识别出 PN 和 PO，含 P 分子的化学形成路径难以限定，因此极具争议。化学模型中仍缺失的一个重要因素是磷的初始元素丰度，即 P 的耗尽程度。为克服此问题，我们研究弥漫/半透光云中的含 P 物种。在这些天体中磷主要处于气相，因此我们化学模拟所需的元素初始丰度对应于宇宙丰度，从而被良好限定。我们使用了带有更新后 P 化学网络的先进化学模型。利用 IRAM 30m 望远镜对 blazar B0355+508 视线方向进行了单点观测，旨在探测 PN、PO、HCP 和 CP 的 (2-1) 跃迁。该视线包含五片弥漫/半透光云。PN、PO、HCP 和 CP 的 (2-1) 跃迁未被探测到。我们报告了 $\mathrm{^{13}CO}$、HNC 和 CN 的 (1-0) 谱线探测，以及 $\mathrm{C^{34}S}$ 的首次探测。通过应用弥漫/半透光云的典型条件，我们在每片云中重现了 HNC、CN、CS 和 CO 的观测。根据我们的最佳拟合模型，最丰富的含 P 物种是 HCP 和 CP（$\sim10^{-10}$），其次是 PN、PO 和 $\mathrm{PH_3}$（$\sim10^{-11}$）。我们表明含 P 物种的生成在半透光云而非弥漫云中更有利，因为环境提供了对星际辐射更强的屏蔽。基于我们改进的模型，预计 HCP、CP、PN 和 PO 的 (1-0) 跃迁可探测，估计强度可达 $\sim200$ mK。