银心区域CO及同位素分子的多波束观测研究

银河系中心区域一直以来是最热的研究领域之一，包括蕴藏其中的超大质量黑洞，超密集的星团，剧烈运动的高温气体等。本申请项目拟充分利用国内德令哈13.7米毫米波望远镜的观测能力，对该区域开展氧同位素丰度比研究。主要对银心区域不同动力学特征的分子云进行CO及其同位素分子（13CO、C17O、C18O）J=1-0跃迁谱线的多波束成图观测。由测定的谱线强度比确定该区域氧同位素18O/17O的丰度比；研究该区域氧同位素丰度比与气体动力学特征的可能的内在关联，如外部气体被吸积向银心的输入等，研究银心区域分子云气体的起源。结合银盘上不同银心距的分子云的同位素丰度比结果，系统分析同位素丰度比可能存在的空间分布规律，并进一步探索银河系形成和化学演化的相关信息。

本项目通过观测CO其同位素分子（13CO, C18O, C17O）的谱线，主要对银河系中心区域开展同位素丰度比18O/17O的观测研究。在项目执行期内，我们利用德令哈13.7米毫米波望远镜对银心区域几个代表性的分子云，进行了细致的成图观测。同时利用国际先进毫米波望远镜IRAM 30米和MOPRA 22米，对其中四个源进行了补充观测。基于我们的观测数据，我们分析得到了银心区域多个源的氧同位素丰度比18O/17O的详细结果，其中Sgr C, Sgr D和1.3度分子云复合体三个源的结果为首次获得。结合我们银盘上不同银心距分子云的观测结果，我们发现：银心区域氧同位素丰度比18O/17O整体小于银盘分子云；支持丰度比18O/17O存在一个空间梯度，即同位素丰度比随着银心距增加而增大，这和银河系由内向外的形成理论是一致的。我们后续的相关工作，主要是申请国际先进的毫米/亚毫米波望远镜（如CSO，APEX等），对我们的样本源开展CO及同位素分子的高阶跃迁线的观测研究，进一步准确确定银河系氧同位素的丰度比。项目执行期内，我们完成相关论文15篇（含3篇刚投稿文章），其中SCI收录9篇，国际会议文章2篇。同时，培养了两位研究生（一位在读，一位刚毕业）和两位青年教师。