大质量恒星形成区HCCCN 和CCH 分子的观测

大质量恒星形成区的分子气体化学过程对研究大质量恒星形成过程十分重要，在3mm波段，有很多分子的谱线发射，其中有几个分子在天体化学的研究中占据了很重要的地位，该项目将主要利用HCCCN和CCH研究大质量恒星形成区不同演化阶段的化学和物理性质。2010年5月，申请人及其合作者已利用紫金山天文台青海站13.7米望远镜单波束系统对61个大质量恒星形成区进行了HCCCN和CCH谱线的成图观测，发现这两种分子在大质量恒星形成早期阶段具有比较高的探测率。该项目将利用13.7米望远镜新安装的多波束超导成像频谱仪继续进行HCCCN 及CCH 分子的较大样本的观测，研究这两种分子在大质量恒星形成的不同演化阶段的化学过程，并利用这些分子谱线研究分子云的动力学，包括分子云的角速度与角尺度的关系，以及靠近中心星区域的致密分子气体外向流的结构和驱动机制等。

本课题主要对大质量恒星形成区的化学进行了观测研究，涉及的分子包括HC3N、HNC、C2H、HNCO，以及含硫分子OCS、O13CS、13CS、H2S和SO。(1) 利用青海站13.7米射电望远镜对27个与水脉泽成协的大质量恒星形成区作了HC3N 10-9, HNC 1-0 以及C2H 1-0 谱线的成图观测。为了划分云核的演化阶段，我们还对云核的射电连续谱辐射进行了搜寻。利用C2H 1-0 的精细结构谱线，我们得到了C2H 1-0 主线的光深以及光深的空间分布。利用三条分子谱线研究了云核的大尺度动力学结构，得到了速度梯度、转动能与引力能的比率和单位质量角动量。我们还用均匀磁化球模型导出了云核的磁场强度。(2) 利用青海站13.7米望远镜对9个大质量恒星形成区的HNCO 505 −404 和C18O 1-0 进行了OTF成图观测，发现HNCO 云核非常致密，几乎所有的HNCO 云核都与中红外或远红外发射源成协。HNCO 云核比C18O小很多，与HC3N接近。我们发现HNCO 与HC3N的谱线参数有很好的相关性，表明两种分子可能来源于同样的气体。 (3) 利用CSO望远镜对一批大质量恒星形成区的含硫分子进行了单点观测，包括OCS, O13CS, 13CS, H2S和SO 分子，这些大质量恒星形成区均与电离氢区相关。结合OCS和O13CS的数据，计算了OCS的光深,在探测到OCS和O13CS的13个源里，OCS都是光厚的，光深5~16；发现H2S是巨分子热核中含量最丰富的含硫分子; 含硫分子的柱密度和丰度均均随着演化而降低,含硫分子丰度比是很好的化学时钟。