Galactic Interstellar Sulfur Isotopes: a Radial 32S/34S Gradient

Abstract

Мы представляем результаты наблюдений линии J = 2 − 1 молекулы CS и некоторых ее редких изотопологов, наблюдавшихся в областях образования массивных звезд на 12-метровом телескопе Аризонской радиообсерватории. Линии четырех изотопологов были зарегистрированы в 61 источнике из 95 наблюдавшихся объектов. Шесть из этих 61 источников наблюдались на телескопе IRAM 30-m. В результате анализа полученных данных мы выявили значительный градиент отношения 32S/34S с расстоянием от центра Галактики до галактоцентрического расстояния 12 кпк. Приближение методом наименьших квадратов дает значение 32S/34S = (1.56 ± 0.17)DGC + (6.75 ± 1.22) с коэффициентом корреляции 0.77, что соответствует сценарию формирования Галактики «изнутри — наружу». В последующем исследовании Yan et al. 2022 получили значение 32S/34S = (0.75±0.13)DGC+(15.52±0.78), использовав для большей выборки из 90 объектов, содержащей больше объектов Галактического центра, их метод двойных изотопов для перехода J = 2 − 1. Для 19 источников выборки возможно прямое определение отношения изотопов по отношению яркостей линий 13C32S/13C32S, что дало значение градиента 32S/34S = (0.73 ± 0.36)DGC + (16.50 ± 2.07).

We present observations of J = 2 − 1 line of CS molecule and some of its rare isotopologues toward a large sample of massive star-forming regions by using the Arizona Radio Observatory 12-m telescope. Lines of four isotopologues were detected in 61 sources out of 95 targets. From these 61 sources, 6 sources were also observed by the IRAM 30- m. Our analysis shows a significant 32S/34S gradient with the distance from the Galactic center up to galactocentric distance 12 kpc. A least-squares fit to our data yields 32S/34S = (1.56 ± 0.17)DGC + (6.75 ± 1.22) with a correlation coefficient 0.77, which is consistent with an inside-out formation scenario for our Galaxy. In the follow-up study, Yan et al. 2022 yield 32S/34S = (0.75 ± 0.13)DGC + (15.52 ± 0.78) implementing their double isotope method for the J = 2 − 1 transition to a larger dataset of 90 sources which contains more targets in the Galactic center. 19 sources among these targets allowed direct determination of the isotope ratio from 13C34S / 13C32S line ratio yielding 32S/34S = (0.73 ± 0.36)DGC + (16.50 ± 2.07). 19 sources of the sample allowed direct determination of the isotope ratio from 13C34S / 13C32S line brightness ratio yielding value of the gradient 32S/34S = (0.73 ± 0.36)DGC + (16.50 ± 2.07).