南極冰穹A亞毫米波天文研究取得進展

碳的三種主要相態——電離態（C⁺）、原子態（C⁰）和分子態（CO）之間的循環是影響星際介質化學組成與物理性質的核心過程，亞毫米波譜線觀測是解密這一星際碳循環過程的關鍵。然而，受地球大氣對亞毫米波信號強烈吸收的影響，全球僅有少數極端干燥、低溫的區域具備相應的亞毫米波觀測條件。

近日，中國科學院紫金山天文臺牽頭，在中國第41次南極考察中，利用自主研制的60厘米南極太赫茲探路者望遠鏡，在南極冰穹A實現了亞毫米波天文科學觀測。研究發現，大質量恒星反饋影響星際介質碳循環過程的觀測證據。

科研團隊通過亞毫米波一氧化碳分子譜線（CO J=4–3）和碳原子譜線（[CI] ³P₁→³P₀）的觀測，描繪了兩個典型大質量恒星形成區RCW 79和RCW 120中，碳元素三種主要相態的空間分布特征。結果表明，高消光區域內的C⁰/CO豐度比明顯高于一般區域的典型值。這一現象或源于大質量恒星所產生的強輻射場穿透團塊狀的星際介質，有效離解了其中的CO分子，從而提升了中性碳的相對豐度。該發現為理解大質量恒星反饋過程，重塑其周圍星際介質的物理與化學結構提供了關鍵的觀測證據。

本次觀測驗證了我國全自主研制的亞毫米波觀測設備在極端環境中執行科學任務的能力，標志著我國南極亞毫米波天文觀測邁出關鍵一步。該研究展現了南極冰穹A不可替代的亞毫米波天文觀測優勢，對理解星際介質的碳循環過程具有重要科學意義，為未來南極亞毫米波天文望遠鏡的建設奠定了技術與科學基礎。

相關研究成果發表在《科學進展》（Science Advances）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會等的支持。

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