碳是宇宙中含量最豐富的元素之一，是復雜多樣的星際分子的重要組成部分。在星際冷暗云核中，碳主要以線性碳鏈分子的形式存在，如HCnN, CnH, CnS分子等。這些高度不飽和分子不但與含碳化合物的形成與破壞有著密切的關系，還是恒星形成研究中重要的化學探針。因此，碳鏈分子尤其是長碳鏈分子（n ≥ 5）的形成和演化是天體化學的重要研究課題。遺憾的是，目前僅在金牛座分子云的云核1（Taurus Molecular Cloud 1; TMC-1）和豺狼座分子云的云核1A（Lupus-1A）以及碳星IRC+10216的殼層中探測到了豐富的長碳鏈分子，這大大限制了長碳鏈分子的觀測研究。

　　近日，中國科學院上海天文臺研究員沈志強領導的天馬望遠鏡研究團組利用上海天文臺65米口徑的天馬（Tianma 65 meter;TM65m）射電望遠鏡對巨蛇座區域內南側（Serpens South）的一個云核進行了碳鏈分子的搜尋，并在其中探測到了豐富的碳鏈分子，包括C3S、HC5N、HC7N、HC9N、C6H、C8H，以及HC3N和它的同位素分子H13CCCN、HC13CCN和HCC13CN。得益于天馬望遠鏡的高靈敏度和速度分辨率，有9條躍遷線是首次在星際空間被探測到，如HC9N J=13-12 F=12-11和F=14-13，H13CCCN J=2-1 F=1-0和F=1-1，HC13CCN J=2-1 F=2-2，F=1-0和F=1-1，HCC13CN J=2-1 F=1-0和F=1-1，有2條精細結構線是首次被分解開，包括HC5N J=6-5 F=5-4和H13CCCN J=2-1 F=2-1。

　　研究團組將探測結果與TMC-1與Lupus-1A的碳鏈分子柱密度和豐度進行比較，表示三個分子云中的長鏈碳分子可能具有相似的形成機制。該工作已經被國際期刊《天體物理學報》（Astrophysical Journal）接收，上海天文臺副研究員李娟為該論文第一作者，合作者全部為上海天文臺天馬望遠鏡團組成員。

　　自從上世紀70年代在TMC-1中探測到豐富的長碳鏈分子以來，天文學家們一直視TMC-1為一個非常特殊的源，并提出了多種模型來解釋其中的長碳鏈分子。直到2010年天文學家才找到第二個富含長碳鏈分子的云核，也就是Lupus-1A。

　　據李娟介紹，天馬研究團組發現，Serpens South 1a中碳鏈分子的柱密度約為1012~1013 cm-2，與TMC-1和Lupus-1A相當。因此，同Lupus-1A 一樣，這個源也屬于“類TMC-1 分子云”，Serpens South也成為除Taurus和Lupus外第三個探測到長碳鏈分子HC9N 和C8H 的分子云復合體。HC3N的同位素分子的豐度比[H13CCCN]:[HC13CCN]:[HCC13CN]與TMC-1的觀測結果類似，表明兩個源中的長碳鏈分子可能具有相似的形成機制。“通過比較這個源與TMC-1 或Lupus-1A 的物理和化學條件，將有助于我們更好地了解碳鏈分子的形成與演化。”沈志強表示。