发表机构
Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Université de Toulouse; Niels Bohr Institute, University of Copenhagen; Physikalisch-Meteorologisches Observatorium Davos und Weltstrahlungszentrum (PMOD/WRC); Universität Bern; Seoul National University; National Radio Astronomy Observatory; Institute of Astronomy, Department of Physics, National Tsinghua University; Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG; Max-Planck-Institut für Radioastronomie; RIKEN（天体物理学与行星学研究 institute，图卢兹大学; 尼尔斯·玻尔研究所，哥本哈根大学; 达沃斯物理气象观测站和世界辐射中心（PMOD/WRC）; 伯尔尼大学; 首尔国立大学; 美国国家射电天文台; 国立清华大学物理系天文研究所; 格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，IPAG; 马克斯·普朗克射电天文研究所; 理化学研究所）
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本研究利用ALMA COMPASS巡天数据，在低质量原恒星BHR71-IRS1中探测多种甲醇同位素体，测量其柱密度与氘分馏，发现氘化程度随甲基中氘原子数增加而升高，为理解恒星形成区甲醇形成与演化提供关键观测约束。
AI 中文摘要
[摘要略]甲醇是一种在恒星形成区域的冰和气体中均被探测到的复杂有机分子。由于其丰度较高，其更稀有的同位素体（包括氘代同位素体）也常被探测到。我们的目标是确定低质量原恒星BHR71-IRS1中甲醇的柱密度和氘分馏。我们分析了作为ALMA大型项目“原恒星中的复杂有机分子与ALMA光谱巡天（COMPASS）”一部分的BHR71-IRS1的大规模光谱巡天数据。我们使用CASSIS软件来识别甲醇同位素体的谱线，并在局部热力学平衡的假设下约束其柱密度。我们在连续谱峰值位置探测到了CH$_3$OH、$^{13}$CH$_3$OH、CH$_3$$^{18}$OH、CH$_3$OD、CH$_2$DOH、CHD$_2$OH和CD$_3$OH。此外，CH$_3$$^{17}$OH被暂定探测到，而CD$_3$OD未被探测到，尽管在连续谱峰值红移的位置可能存在一些微弱的谱线。主同位素体的柱密度由$^{13}$CH$_3$OH和CH$_3$$^{18}$OH获得的结果一致，假设名义上的$^{12}$C/$^{13}$C和$^{16}$O/$^{18}$O比值分别为68和557。CH$_2$DOH/CH$_3$OD的柱密度比等于7±2。经统计校正后的D/H比值对于CH$_2$DOH（1.9±0.6%）高于CH$_3$OD（0.8±0.2%）。统计校正后的氘化程度随甲基中D原子数量的增加而增加，对于CD$_3$OH/CH$_3$OH达到23±5%。这些趋势与其他低质量原恒星如IRAS 16293--2422和HOPS 373SW相似，但似乎与爆发型年轻恒星V883-Ori不同。将对其他COMPASS源进行使用类似数据集的类似研究，以确定环境条件和演化状态等因素是否影响甲醇的氘化。
英文摘要
[Abridged] Methanol is a complex organic molecule detected in both ice and gas toward star-forming regions. Due to its high abundance, its rarer isotopologues, including the deuterated ones, are also commonly detected. Our aim is to determine the column density and deuterium fractionation of methanol in the low-mass protostar BHR71-IRS1. We analyzed data from a large spectral survey of BHR71-IRS1 carried out as part of the ALMA Large Program Complex Organic Molecules in Protostars with ALMA Spectral Surveys (COMPASS). We used the CASSIS software to identify the lines of the methanol isotopologues and constrain their column densities under the assumption of local thermodynamic equilibrium. We detected CH$_3$OH, $^{13}$CH$_3$OH, CH$_3$$^{18}$OH, CH$_3$OD, CH$_2$DOH, CHD$_2$OH, and CD$_3$OH at the continuum peak position. In addition, CH$_3$$^{17}$OH is tentatively detected, while CD$_3$OD is not detected, although a few faint lines could be present toward a position redshifted from the continuum peak. The column densities of the main isotopologue obtained from $^{13}$CH$_3$OH and CH$_3$$^{18}$OH are consistent, assuming nominal $^{12}$C/$^{13}$C and $^{16}$O/$^{18}$O ratios of 68 and 557, respectively. The CH$_2$DOH/CH$_3$OD column density ratio is equal to 7$\pm$2. The statistically corrected D/H ratio is higher for CH$_2$DOH (1.9$\pm$0.6 %) than for CH$_3$OD (0.8$\pm$0.2 %). The level of deuteration after statistical correction increases with the number of D atoms in the methyl group, reaching 23$\pm$5 % for CD$_3$OH/CH$_3$OH. These trends are similar to other low-mass protostars such as IRAS~16293--2422 and HOPS 373SW, but seem to differ from the eruptive young star V883-Ori. Similar studies with comparable datasets will be carried out for the other COMPASS sources to determine if factors such as environmental conditions and evolutionary states impact the deuteration of methanol.
CommentsAccepted in A&A
DOI：10.1051/0004-6361/202558733
