硫（S）是宇宙中含量第十的元素，与氢的相对丰度约为1.3×10^-5，硫元素在许多星际分子中存在。含硫分子是确定大质量恒星形成区内部物理条件的有力工具。包括H₂S、H₂CS和 HCS⁺在内的含硫分子的丰度高度依赖于物理和化学变化，这意味着它们是大质量恒星形成演化阶段的良好示踪剂。

基于IRAM望远镜的观测，我们测量了51个大质量恒星形成区的源，得到了H₂S 1₁₀-1₀₁, H₂³⁴S 1₁₀-1₀₁, H₂CS 5₁₄-4₁₄, HCS⁺ 4-3, SiO 4-3, HC₃N 19-18, and C¹⁸O 1-0谱线，利用H₂³⁴S计算得到H₂S柱密度，利用C¹⁸O计算得到H₂柱密度。[H₂S/H₂]、[H₂CS/H₂]和[HCS⁺/H₂]的丰度比范围在一个量级以上，且相关系数高，斜率为正，线性关系强，这些分子之间可能存在化学联系，其中H₂CS和HCS⁺的相关系数和斜率分别为0.94和1.00，相关性最强。

我们搭建了一个气体—尘埃表面—冰三相模型，通过比较观测和模型的结果，发现在一段时间（约2-3×10⁵yr）内，模型与测量的H₂S、H₂CS和HCS⁺的丰度相匹配。在这些源中，H₂S、H₂CS和HCS⁺的丰度随着SiO丰度的增加而增加，这意味着激波化学很重要，在进一步建模时，需要考虑激波的影响。

此项工作已经发表在2024年11月份的《天文学与天体物理学》（A&A）。

图1 H₂CS和HCS⁺分子丰度分布图。左图采用H₂做标准化，右图采用H₂S做标准化。

图2 气体—尘埃表面—冰三相化学模型。实线为最高温度为60K、100K和150K的模型的数据，点为实际的观测数据。

论文作者：罗睿（硕士研究生），王均智（通讯作者），张霞（中国科学院新疆天文台），全冬晖（之江实验室），蒋雪健（之江实验室），李娟（中国科学院上海天文台），勾茜（重庆大学），李郁强（中国科学院上海天文台），徐雅霓（硕士研究生），郑思琪（中国科学院上海天文台），欧超（博士研究生），刘怡嘉（安徽师范大学）

论文链接：https://doi.org/10.1051/0004-6361/202449477