首次發現！在原行星盤中檢測到硫化氫

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一個國際研究小組已經探測到在GG Tauri a恆星周圍密集的原行星盤釋放出的硫化氫，這是第一次在原行星盤中發現這種化合物。位於距地球約490光年的牛頭牛耳-奧里加恆星形成區域，GG Tauri(簡稱GG Tau)是由GG Tauri a (GG Tau a)三星組成。已知GG Tau有一個位於180到260 AU（天文單位1AU=1496x10^8千米）之間的緻密環，以及一個延伸到800 AU的大圓盤。由於它的體積大、溫度低(約20k)和質量大(約0.15太陽質量)，天文學家認為這個圓盤是尋找冷分子化學的理想目標。

博科園-科學科普：最近，法國波爾多大學的Nguyen Thi Phuong帶領一組天文學家對GG Tau a周圍的星盤進行了化學研究。他們的研究重點是含硫分子，因此，科學家們尋找硫化氫(H2S)、一硫化碳(CS)、一氧化硫(SO)和二氧化硫(SO2)。這項研究使用了位於法國阿爾卑斯山區德布爾高原的NOrthem Extended mm Array (NOEMA)干涉儀，使研究人員能夠探測到硫化氫的發射。正如論文中提到的，這標誌著在原行星盤中首次發現了這種化合物。天文學家在論文中說：利用NOEMA，我們已經觀察到GG Tau幾個分子的外圓盤，並報告了第一次在原行星盤中發現H2S。根據這項研究，硫化氫被清晰地檢測到，在幾個通道中，信號與雜訊的峰值比為4。

科學家們發現，大部分的線輻射來自於180到260 AU之間的緻密環，並延伸到500 AU。還發現對於具有DM Tau、LkCa 15、MWC 480和GO Tau等磁碟的系統，所測到的硫化氫柱密度比上限大3倍，這可能反映了GG Tau a更大的磁碟質量。與其他磁碟的比較表明，H2S的檢測似乎是由較大的磁碟質量促進，但相對丰度比率保持相似。這表明GG Tau A可能是研究磁碟化學的好試驗台。除了硫化氫，研究小組還在GG Tau A的原行星盤中發現了HCO+、H13CO+和DCO+，觀察到的DCO+與HCO+的比值與其他磁碟中的相似。然而研究人員指出：無法再現所觀察到的含硫分子的柱密度，即使硫的丰度很低，這表明對灰塵顆粒的硫化學性質的了解仍然不完整。

通道映射H2S 1（1,0）-1（0,1）從原行星盤周圍的星盤周圍的行星盤。圖片：Phuong et al., 2018.

研究原生行星盤中的分子物種對於描述這些天體的性質非常有用，而這些天體正是行星形成的地方。研究人員嘗試用northey擴展毫米波干涉儀(NOEMA)在GG Tau A星盤周圍的緻密盤中尋找H2S、CS、SO和SO2。從圍繞GG Tau a旋轉的緻密冷環中檢測到H2S發射，這是第一次在原行星盤中檢測到H2S。還在磁碟中檢測到HCO+、H13CO+和DCO+。得到了其他分子CCS、SO2、SO、HC3N、c-C3H2的上限。

觀察到的DCO+/HCO+比值與其他磁碟的比值相似。然後用輻射轉移碼磁碟得到的觀察到的柱密度與化學代碼Nautilus進行了比較。列密度在DCO+、CS、CCS和SO2中有合理的一致性。對於H2S等，預測的垂直積分柱密度比實測值高出10倍以上。結果強化了這樣的假設，即只有強硫耗盡才能解釋圓盤中觀察到的低H2S柱密度。與其他T Tauri系統相比，GG Tau A中的H2S檢測很可能與磁碟的更大質量有關。

博科園-科學科普｜參考期刊文獻 :《arxiv》｜文：Tomasz Nowakowski/Phys

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