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首次!大连光源揭示星际物质硫分子的直接来源

大连日报 2021年02月20日 11:04

  (李振兴 大连新闻传媒集团记者谢小芳)记者近日从中科院大连化物所获悉,该所分子反应动力学国家重点实验室、大连光源科学研究室研究员袁开军团队,与中国科学技术大学教授王兴安合作,利用自主研发的基于大连相干光源(以下简称大连光源)的离子成像实验装置,首次在二硫化碳的光解离中观测到碳原子和硫分子的产物通道,为天文观测到的星际物质硫分子的直接来源提供了实验证据。相关研究成果发表在《物理化学快报》上。

  记者了解到,硫化物的产生与演化是行星形成和生命起源的重要线索。自20世纪80年代以来,国际紫外线探测器卫星在多颗彗星上观测到亚硫化碳和硫分子。研究人员普遍认为,亚硫化碳和硫分子是由二硫化碳光解离产生的,但在星际从未观测到过二硫化碳。长久以来,人类对二硫化碳的解离机理并不清楚,实验室观测硫分子也是科研难题。

  袁开军告诉记者,典型的三原子分子ABC光解离,通常断裂A—B或B—C之间的化学键,作为中间桥梁的—B—的化学键断裂往往需要更高能量。为此,研究人员让大连光源输出能量更高的光子照射二硫化碳,并借助离子速度成像装置观察照射后产生的碳原子产物。该研究推测,星际中的硫分子可能直接来源于二硫化碳分子的辐射解离。

  袁开军补充,结合此前的研究发现羰基硫化物(OCS)分子解离可以生成碳原子和氧化亚硫(C+SO)的产物通道,研究人员推测三原子分子ABC解离的产物通道除了A+BC、C+AB,还有B+AC。“这个通道应该是普遍存在的,有望为天文观测提供更多相关依据以及观测方法。”袁开军说。