根據天文觀測得到的射電譜線的輪廓以及強度峰值所對應的頻率來確定這種譜線是哪種分子或原子發出的（見射電天文譜線）。對於各種原子的複合線可以由原子常數精確計算出譜線頻率。對於各種分子的譜線，理論計算往往只是近似的，精確的譜線頻率必須依靠氣體波譜學實驗測量。
基本介紹
- 中文名：射電天文譜線證認
- 外文名：Radio astronomy spectral line identification
- 特點：數以萬計的分子微波譜線
- 實質：按它們的頻率和強度
介紹
四十年代開始發展的射電波譜學，已經積累了數以萬計的分子微波譜線實驗數據，並按它們的頻率和強度列表，供射電天文譜線證認查用。由於星際分子射電譜線頻率的測量精度較高，又可以排除星際空間罕有的一大批分子的譜線，即使分子雲的視向運動引起都卜勒頻移，觀測到的頻率仍不易同時和多於一種以上的已知分子譜線的頻率重合，不會給證認工作帶來太大的困難。一般情況下，有一條精確測定的射電天文譜線就可以可靠地辨別出它屬於哪一種分子；在有懷疑的情況下，觀測同一分子的另一條射電天文譜線就可作出肯定的證認。另外，由於原子核磁矩產生的能級超精細分裂，或由於不同的同位素原子替代分子中原來的原子而形成的能級移動,都會造成一群相距較近的譜線,它們對證認也會大有幫助。不過，在天體條件下，同一分子源中各條譜線的強度比，往往偏離熱動平衡條件下的比值，因此，譜線強度比一般不作為證認的根據，而是用來了解分子源的熱動平衡狀況。
天文觀測中有時會發現一些尚未證認的譜線，在地球實驗室已測定的譜線頻率表中找不到與之對應的分子。在這種情況下，證認工作就比較困難。雖然可以從原子的宇宙豐度（見元素的豐度）、星際化學、分子結構的理論計算、同位素替代以及譜線的超精細結構等多方面的考慮，作出有相當把握的推斷，但是，最終的證認還是要靠地面上的波譜實驗，設法測定被證認分子的譜線。在這方面著名的例子是：1970年以後在許多星雲中多次觀測到一條頻率為89.2京赫的強譜線，當時不知道它是什麼分子發出的譜線,便取名為“X分子”(X-ogen)。以後有人從天體化學、分子譜線的理論計算，推測它可能來自HCO（甲醯分子離子）,後來在星雲中又找到同位素C取代的同位素分子HCO的相應微波譜線,因而更有把握認為X分子就是HCO。1975年終於在實驗室中利用新技術得到了HCO和HCO的微波譜線，使證認工作得到了肯定的結果。
隨著星際分子天文學的迅速發展，發現了更多的未證認的譜線。這些譜線往往有以下情況：一種是有一類分子象某些自由基和分子離子，它們在實驗室條件下很不穩定，因而過去無法測定它們的譜線；另一種是有些分子在室溫下蒸汽壓很低，也不易測定它們的譜線。然而在天體條件下，這些分子卻能穩定存在，並發出足夠強的譜線。這些譜線的證認，促使氣體波譜學實驗工作設法製造天文學上感興趣的分子樣品，並精確測定它們的微波譜線。七十年代以來，這方面的工作有較大的進展,例如在天體上首先觀測到的氫化偶氮離子N2H和異氰化氫 HNC等分子的微波譜線，後來都在實驗室測量成功。在測量毫米波、亞毫米波的譜線以及一些實驗室條件下不易激發的譜線方面，也做了不少工作。
