大质量恒星形成过程中o-H$_2$D$^+$、N$_2$D$^+$和N$_2$H$^+$的时间演化

氘代率是低质量恒星形成中一个成熟的演化示踪剂，但其在大质量恒星形成中的适用性仍是一个悬而未决的问题。氘代物种的丰度和比率常被提议作为大质量恒星形成不同阶段的可靠演化指标。我们研究了N$_2$H$^+$和关键氘代分子作为大质量恒星形成不同阶段示踪剂的作用，并检验了它们的丰度比是否能作为可靠的演化指标。我们对从ATLASGAL巡天中选出的处于不同演化阶段的40个大质量团块进行了o-H$_2$D$^+$ (1$_{10}$-1$_{11}$)、N$_2$H$^+$ (4-3)和N$_2$D$^+$ (3-2)的APEX观测。通过谱线建模，在局部热动平衡（LTE）和非LTE条件下，推导出了分子柱密度（$N$）和丰度（$X$）。在非LTE假设下推导时，$N$(o-H$_2$D$^+$)与LTE结果的偏差最小。相比之下，N$_2$D$^+$在LTE和非LTE条件下推导出的$N$之间显示出最大差异。在我们讨论的所有情况中，我们发现$X$(o-H$_2$D$^+$)随时间下降得比$X$(N$_2$D$^+$)更显著；而$X$(N$_2$H$^+$)略有增加。因此，对于这个样本，未观察到最近提出的$X$(o-H$_2$D$^+$)/$X$(N$_2$D$^+$)比率作为可靠演化指标的有效性。虽然由N$_2$D$^+$和N$_2$H$^+$得出的氘代率随团块演化明显下降，但鉴于这两个示踪剂分布不同，对这一趋势的解释是复杂的。我们的结果表明，仔细考虑观测偏差和波束稀释效应对于准确解释大质量恒星形成过程中氘代过程的演化至关重要。