José Cernicharo, Bertrand Lefloch, Charlotte Vastel, Marcelino Agúndez, Laurent Margulès, Nuria Marcelino, Evelyne Roueff, Emmanuel Caux, Belén Tercero, S. Bailleux, Rafael Bachiller, Ministerio de Economía y Competitividad (España), European Commission, Centre National D'Etudes Spatiales (France), Agence Nationale de la Recherche (France), Cernicharo, José [0000-0002-3518-2524], Bachiller, R. [0000-0002-5331-5386], Tercero, B. [0000-0002-4782-5259], Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 (PhLAM), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA (UMR_8112)), Sorbonne Université (SU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), INAF - Osservatorio Astronomico di Bologna (OABO), Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Univ Toulouse UPS, Ctr Etud Spatiale Rayonnements, F-31062 Toulouse 9, France, Centre Etud Spatiale Rayonnements Toulouse, Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cernicharo, José, Bachiller, R., Tercero, B., Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Spain] (CSIC), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
7 pags., 3 figs., 2 tabs., We report the detection in space of a new molecular species that has been characterized spectroscopically and fully identified from astrophysical data. The observations were carried out with the IRAM 30 m telescope. The molecule is ubiquitous as its J = → 2 1 transition has been found in cold molecular clouds, prestellar cores, and shocks. However, it is not found in the hot cores of Orion-KL and in the carbon-rich evolved star IRC+10216. Three rotational transitions in perfect harmonic relation J = 2 3 5 have been identified in the prestellar core B1b. The molecule has a 1S electronic ground state and its J = → 2 1 transition presents the hyperfine structure characteristic of a molecule containing a nucleus with spin 1. A careful analysis of possible carriers shows that the best candidate is NS+. The derived rotational constant agrees within 0.3%-0.7% with ab initio calculations. NS+ was also produced in the laboratory to unambiguously validate the astrophysical assignment. The observed rotational frequencies and determined molecular constants confirm the discovery of the nitrogen sulfide cation in space. The chemistry of NS+ and related nitrogen-bearing species has been analyzed by means of a time-dependent gas-phase model. The model reproduces well the observed NS/NS+ abundance ratio, in the range 30-50, and indicates that NS+ is formed by reactions of the neutral atoms N and S with the cations SH+ and NH+, respectively., We thank funding support from Spanish MINECO (grants AYA2012-32032, AYA2016-75066-C2-1-P, CSD2009-00038, and RyC-2014-16277) and from European Research Council (grant ERC-2013-SyG 610256, NANOCOSMOS). This work was also supported by the Programme National PCMI CEA and CNES, and the French National Research Agency (ANR-13-BS05-0008-02 “IMOLABS”).