科学家揭示星际介质中硫氢自由基消耗原因

刘万生

近日，中国科学院大连化学物理研究所袁开军研究员、杨学明院士团队与英国皇家科学院院士Michael N. R. Ashfold合作，利用世界上唯一运行在极紫外波段的大型自由电子激光装置（大连相干光源）研究硫化氢分子光化学取得了新进展。相关成果发表于《自然—通讯》。

硫是宇宙中较为丰富的元素之一，在太阳大气中硫原子的丰度约为1.3×10-5，而在星际介质中实际探测到的含硫分子的丰度要远远低于这个值，科学家认为是由于星际辐射场导致含硫分子有一定的消耗。

由于星際尘埃中氢元素的高丰度和高迁移率等特性，使硫化氢分子成为硫化物撞击星际尘埃的优先产物。处于基态的硫氢自由基和硫化氢分子都能在星际介质中探测到，但是其相对比例（13%）远远低于天体化学模型的预测值。

研究人员借助大连相干光源产生的世界上最亮的、波长任意可调的极紫外激光对硫化氢光解开展了系统研究，发现基态硫氢自由基的量子产率有明显的波长依赖性。随着波长变短，产率逐渐减小至零。研究人员表示，综合考量产物量子产率、硫化氢分子吸收谱和星际辐射场的影响，约26%的光解会产生基态硫氢自由基产物，如果考虑三体解离通道，那么天文观测得到的值（13%）则是可能的。

研究人员表示，该工作揭示了星际介质中硫氢自由基消耗的原因，且为天文观测的数据可靠性提供了有力的证据，表明有必要修正相关的天体化学模型。