近日，中國科學院大連化學物理研究所分子反應動力學國家重點實驗室、大連光源科學研究室研究員袁開軍團隊，與中國科學技術大學教授王興安合作，利用自主研發的基于大連相干光源的離子成像實驗裝置，首次在CS₂分子的光解中觀測到C+S₂產物通道，為天文觀測到的星際介質S₂的直接來源提供了實驗證據。

　　星際空間硫化物的產生與演化是重要的研究課題。20世紀80年代，國際紫外線探測器人造衛星（IUE satellite）陸續在多顆彗星上觀測到了CS、S₂分子，而其母體分子CS₂由于沒有永久偶極矩，在很長一段時間內未被觀測到。目前，普遍認為，CS₂是慧核、星際塵埃或冰核中存在的氣體分子，而CS和S₂是CS₂光解產生的，但CS₂主要的解離機理并不十分清楚，S₂尚未被實驗直接觀測到。因此，CS₂的光解研究有助于人們進一步了解彗星及星際塵埃的物質組成及其相互演化過程。

　　科研人員利用大連相干光源結合時間切片-離子速度成像裝置，對CS₂分子在紫外波段的雙光子光解和極紫外波段的單光子光解動力學開展研究。實驗觀測到CS₂分子直接解離產生C+S₂的產物通道，并獲得了具有振動量子態分辨的電子基態和電子激發態產物S₂（X³Σ_g-/a¹Δ_g/b¹Σ_g+）。此外，科研人員結合理論計算給出了解離機理，其中¹B₂電子激發態在CS₂分子的異構化及隨后的解離過程中發揮了重要作用。該研究解釋了星際中S₂碎片可能直接來源于CS₂分子的輻射解離。

　　此前，科研人員探測了OCS分子解離生成C+SO的產物通道（The Journal of Physical Chemistry Letters，2019）。結合該研究，科研人員證明了典型的三原子分子ABC解離有另一個產物通道，即中間原子抽取通道（B+AC），這個通道可能普遍存在，有望為天文觀測提供更多相關依據以及觀測方法。

　　相關研究成果發表在《物理化學快報》上。研究工作得到國家自然科學基金委員會動態化學前沿研究中心、國家自然科學基金、中科院關鍵技術團隊等的資助。

　　大連化物所等利用自由電子激光揭示星際介質S₂碎片的直接來源