由中国科学院大连化学物理研究所的袁凯军、杨学明和南京大学谢代谦教授领导的研究小组首次测量了水分子光解过程中氢产物的通道，发现这些氢产物都处于振动激发态。这种光化学反应为星际空间中存在的振动激发氢源提供了一条重要的途径。

氢是宇宙中最丰富的分子，在宇宙的演化中起着重要的作用。星际观测表明，在星云中分布着大量的振动激发的氢气。特别是在星际光辐射区域观测到500多条振动激发的氢气谱线。振动激发的氢由于寿命长、反应活性高，在行星大气的组成和演化中起着关键作用。目前，星际理论认为，处于振动激发态的氢主要有两个来源:氢被恒星爆炸或形成产生的激波加热为振动动力学，氢被紫外光激发后衰变为电子基态的振动动力学。理论预测振动激发氢的直接形成也可能是这些高能氢的重要来源，但具体的形成过程尚不清楚。

利用大连光源，袁隆平的团队探索了水分子的光化学过程。通过离子成像，首次观察到O(1S)+H2产物通道。实验结果表明，氢产物主要分布在第三或第四振动激发态。通过理论计算构建了水分子的过渡态结构，解释了振动激发态氢的形成机理。基于大气中的水分的广泛存在的宇宙星云和彗星,水分子的光解作用提供了一种新的振动的来源和兴奋氢星际光辐射地区,具有重要意义,建立星云的演化模型和行星大气。

这项研究是袁凯军团队利用大连光源系统研究水分子极紫外光化学过程的新进展。初步研究进展包括:水分子光解形成过热羟基自由基(NAT.comm.)，电激羟基态形成超旋涡(JPCL)，水分子同位素引起的意外共振效应(JPCL)，水分子光水解形成的高振动激发OH是火星大气辉光(JPCL)的来源，水分子三体解离产生氧气是早期行星大气中氧气的重要来源(Nat. Comm.)，水分子光化学的同位素效应是D/H同位素在太阳星云中分布不均匀的重要原因(Sci。放置)。

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。国家自然科学基金动态化学前沿研究中心项目、中国科学院战略性科技专项(B类)资助能源化学转化的性质与规律、国家自然科学基金优秀青年科学基金项目、辽宁省“兴辽人才计划”等。

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