Химики помогают раскрыть тайну исчезнувшего космического серы
Десятилетиями астрохимики искали атомы серы в космосе и находили удивительно мало этого элемента, который является ключевым ингредиентом для жизни. Новое исследование может указать, где она скрывалась.
Международная команда исследователей, включая Райана Фортенберри из Университета Миссисипи, Ральфа Кайзера из Университета Гавайев и Самера Гозема из Университета штата Джорджия, опубликовала свою работу в журнале Nature.
Сера — 10-й по распространённости элемент во Вселенной, жизненно важный для планет, звёзд и жизни. Недостаток молекулярной серы в космосе долгие годы оставался загадкой.
«Наблюдаемое количество серы в плотных молекулярных облаках меньше предсказанного на три порядка величины», — заявил Кайзер.
Ответ может крыться в межзвёздном льду.
В холодных регионах космоса сера может образовывать две различные стабильные конфигурации:
- Короны октасеры — группы из восьми атомов серы, сконфигурированных в кольца.
- Полисульфаны — цепи атомов серы, связанные водородом.
Эти молекулы могут формироваться на ледяных пылевых зёрнах, запирая серу в твёрдой форме.
«Эта работа показывает, что, вероятно, именно самые распространённые известные нам формы серы — то место, где она прячется», — отметил Фортенберри.
Исследование Кайзера и Фортенберри показало, что эти богатые серой молекулы могут быть обильны в ледяных регионах межзвёздного пространства, давая астрономам потенциальную карту для решения «серной головоломки».
«Лабораторное моделирование межзвёздных условий, подобное этому исследованию, обнаруживает возможный набор содержащих серу молекул, которые могут формироваться на межзвёздных льдах», — пояснил Кайзер. «Астрономы могут затем использовать результаты и искать эти полисульфановые молекулы в межзвёздной среде с помощью радиотелескопов».
Причина, по которой серу было так сложно найти, заключается в том, что образуемые ей связи постоянно меняются, превращаясь из корон в цепи и множество других форм.
«Она никогда не сохраняет одну и ту же форму. Это как вирус — двигаясь, он меняется», — сказал Фортенберри.
Работа исследователей определяет возможные стабильные конфигурации, которые астрономы могут искать во Вселенной.