На протяжении десятилетий астрохимики искали атомы серы в космосе и обнаруживали на удивление мало этого элемента, который является ключевым для жизни. Новое исследование Университета Миссисипи может пролить свет на то, где он прячется. Международная группа ученых опубликовала результаты работы в журнале Nature Communications.
«Сероводород встречается повсюду: он является продуктом работы угольных электростанций, влияет на кислотные дожди, изменяет уровень pH в океанах и выделяется при извержениях вулканов», — сказал Фортенберри, автор работы.
Сера — 10-й по распространённости элемент во Вселенной, он считается жизненно важным для планет, звёзд и живых организмов. Отсутствие молекулярной серы в космосе долгое время оставалось загадкой. «Наблюдаемое количество серы в плотных молекулярных облаках на три порядка меньше по сравнению с прогнозируемым содержанием в газовой фазе», — сказал Кайзер, соавтор статьи.
В холодных областях космоса сера может образовывать две стабильные конфигурации: октасульфидные короны, представляющие собой группу из восьми атомов серы, образующих кольцевые короны, и полисульфаны — цепочки атомов серы, связанных водородом. Эти молекулы могут образовываться на ледяных частицах пыли, превращая серу в твёрдую форму.
«Если вы используете космический телескоп Джеймс Уэбб, то получаете сигнал на определённых длинах волн для кислорода, углерода, азота и так далее, — сказал Фортенберри. — Но когда вы делаете то же самое для серы, результат оказывается неверным, и мы не знаем, почему там недостаточно молекулярной серы. Эта работа показывает, что наиболее распространённые формы серы, о которых мы уже знаем, скорее всего, и являются теми формами, в которых сера скрывается».
Богатые серой молекулы могут в изобилии встречаться в ледяных областях межзвёздного пространства, что даёт астрономам потенциальную возможность решить «серную загадку». «Лабораторное моделирование межзвёздных условий позволяет выявить возможные запасы серосодержащих молекул, которые могут образовываться на межзвёздных льдах, — сказал Кайзер. — Затем астрономы могут использовать полученные результаты и искать полисульфаны в межзвёздной среде с помощью радиотелескопов, когда они переходят в газовую фазу в областях звездообразования».
Сера так трудно поддаётся обнаружению, потому что связи, которые она образует, постоянно меняются: от коронок до цепочек и множества других структур. «Она никогда не сохраняет одну и ту же форму, — сказал Фортенберри. — Она как вирус — движется и меняется. Что мне нравится в астрохимии, так это то, что она заставляет задавать сложные вопросы, а затем искать творческие решения. И эти вопросы и решения могут привести к значительным, неожиданным положительным результатам».
[Фото: graphic by John McCustion/University Marketing and Communications]
