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大連光源揭示星際物質(zhì)硫分子的直接來源相關研究成果1月中旬發(fā)表在《物理化學快報》上

2021-02-04 12:05:24來源：科技日報

硫化物的產(chǎn)生與演化是行星形成和生命起源的重要線索

。自20世紀80年代以來

，國際紫外線探測器衛(wèi)星在多顆彗星上觀測到亞硫化碳(CS)和硫分子(S2)

。研究人員普遍認為

，CS和S2是由二硫化碳(CS2)光解離產(chǎn)生的

，但在星際從未觀測到過CS2

。長久以來，人類對CS2的解離機理并不清楚

，在實驗室觀測S2也是科研難題

。

中科院大連化物所分子反應動力學國家重點實驗室、大連光源科學研究室研究員袁開軍團隊

，與中國科學技術大學教授王興安合作

，利用自主研發(fā)的基于大連相干光源(以下簡稱大連光源)的離子成像實驗裝置，首次在CS2的光解離中觀測到碳原子和硫分子(C+S2)的產(chǎn)物通道

，為天文觀測到的星際物質(zhì)S2的直接來源提供了實驗證據(jù)

，有望為天文觀測提供更多相關依據(jù)以及觀測方法。相關研究成果1月中旬發(fā)表在《物理化學快報》上

。

袁開軍介紹

，典型的三原子分子ABC光解離，通常斷裂A—B或B—C之間的化學鍵

，作為中間橋梁的“—B—”化學鍵斷裂往往需要更高能量

。為此，研究人員讓大連光源輸出能量更高的光子照射CS2

，并借助離子速度成像裝置觀察照射后產(chǎn)生的碳原子產(chǎn)物

。

研究人員發(fā)現(xiàn)，CS2直接解離產(chǎn)生C+S2的產(chǎn)物通道

，同時獲得了具有振動量子態(tài)分辨的電子基態(tài)和電子激發(fā)態(tài)產(chǎn)物S2

。結合理論計算發(fā)現(xiàn)該過程的解離機理，即電子激發(fā)態(tài)的CS2經(jīng)歷異構化過程

，硫原子從直線型(S-C-S)分子逐漸繞到另一邊生成直線型(S-S-C)分子

，再解離產(chǎn)生C和S2。該研究推測

，星際中的S2可能直接來源于CS2分子的輻射解離

。

袁開軍說：“結合此前的研究發(fā)現(xiàn)羰基硫化物(OCS)分子解離可以生成碳原子和氧化亞硫(C+SO)的產(chǎn)物通道，研究人員推測三原子分子ABC解離的產(chǎn)物通道除了A+BC

、C+AB

，還有B+AC，這個通道應該是普遍存在的

，這為天文觀測提供了更多的觀測方法

。”(記者郝曉明)

責任編輯：孫知兵

關鍵詞：光源星際物質(zhì) 硫分子

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