漸近巨星支(Asymptotic Giant Branch,AGB)恒星的星周包層(Circumstellar Envelope,CSE)中含有大量氣體分子(已探測到105個),約占星際空間發現的所有分子(超300個)的三分之一。研究星周包層中分子的物理及化學特征,對探討恒星演化具有重要意義。氣體和塵埃是星周包層的重要組成部分。二碳化硅(SiC2)分子是富碳AGB星周塵埃顆粒的主要成分之一。SiC2分子究竟是在光球層或高溫塵埃形成過程中產生的“母分子”(在恒星視向速度位置呈現“實心”的空間分布),還是在外包層中“母分子”光解后產生的“子分子”(在恒星視向速度位置呈現環狀的空間分布),尚存爭議。
中國科學院新疆天文臺博士研究生馮亞楠等基于阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列(Atacama Large Millimeter Array,ALMA)觀測數據,對三顆富碳AGB恒星(AI Vol、II Lup和RAFGL 4211)星周的SiC2分子的空間分布展開了研究。結果顯示,在這三顆源中,SiC2分子的四條轉動躍遷譜線的空間分布均呈環狀分布,是典型的“子分子”。該結果與以往模型中的簡單假設相悖,對探索星周化學提出了新思考。
進一步,研究對比了AI Vol星周SiC2與SiO分子的ALMA觀測結果(如圖)。結果顯示,SiO分子在該富碳AGB星周呈現“實心”狀分布,為“母分子”,這與以往研究結果一致。因此,在后續相關研究中,需要重新探究SiC2分子在富碳AGB星周的形成機制。
相關研究成果發表在《天文學與空間科學前沿》上。
SiC2(左)和SiO(右)分子在富碳AGB星AI Vol星周的ALMA觀測結果。