多环芳香烃（PAHs）是宇宙中有机物质的重要载体，作为复杂有机分子，它们不仅在星际化学中扮演着核心角色，也与生命前分子的起源紧密相关。分子云作为恒星形成的早期阶段，其冷暗的物理性质为复杂分子在星际尘埃冰上的形成提供了场所。例如，在典型分子云TMC-1中已观测到超过100多个分子，这为研究多环芳香烃的化学影响提供了观测限制。针对TMC-1单一样本的研究表明，多环芳香烃的加入能够更好地解释观测到的分子丰度。因此，研究多环芳香烃在处于不同演化阶段分子云内的化学效应，对于全面理解其在生命相关分子形成上的作用具有重要意义。
中国科学院新疆天文台天体化学研究团组研究员葛继兴与其合作者一起在分子云中多环芳香烃的研究中取得了新进展。该研究收集整理了具有丰富观测分子种类的39个分子云样本，构建了包含多环芳香烃的天体化学模型，通过把观测分子的丰度和模型的结果进行比较分析，系统地研究了在分子云不同演化阶段中多环芳香烃的作用。
研究结果表明，加入了多环芳香烃的模型能够在一定程度上提升大多数分子云样本中观测分子丰度的符合度（图1），但多环芳香烃的加入对由模型确定的化学年龄的影响较小（图2）。此外，，明确了经由模型确定的最佳化学年龄在用于估算分子云的动力学年龄时的适用范围。同时，该研究也给出判断分子云中是否存在多环芳香烃的分子探针列表，为未来的观测提供了重要的科学依据和预测。相关成果发表在Astronomy & Astrophysics (A&A,2025, 702, A153)。
图1：观测样本与模型的符合度对比。黑色--不含PAHs；青色--包含PAHs。上下分别对应模型初始丰度：低（L）和高（H）金属丰度。
图2：模型拟合观测样本得到的最佳化学年龄与气体密度的关系。黑色、青色和红色虚线分别对应不含、包含PAHs的结果和对前两者整体的拟合。