Сера — элемент, который играет ключевую роль в биологических процессах на Земле. Однако ее происхождение и форма существования в космосе до сих пор остаются предметом научных споров. Сера способна легко переходить из газообразного состояния в твердое и обратно, что усложняет ее изучение и оценку ее количества. До сих пор наблюдения проводились преимущественно в ультрафиолетовом диапазоне и позволяли зафиксировать присутствие лишь газообразной серы, но в плотных участках межзвездной среды, например в молекулярных облаках — местах рождения звезд и планет, такая форма быстро исчезает. Ученые предполагают, что в этих условиях сера переходит в твердую фазу, соединяясь с другими веществами или замерзая в составе льда.
Чтобы подтвердить это, специалисты воспользовались аппаратом XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission), который способен с высокой точностью анализировать химический состав межзвездной среды с помощью метода рентгеновской спектроскопии. Ученые направили инструмент Resolve на борту XRISM на область не слишком плотной, но и не слишком разреженной межзвездной среды.
В качестве фона выступила яркая двойная звезда GX 340+0, расположенная на расстоянии более 35 тысяч световых лет от Земли в созвездии Скорпиона. Анализируя рентгеновский спектр света, проходящего через этот участок космоса, ученые зафиксировали присутствие серы как в газообразной, так и в твердой форме. Причем последняя, вероятно, была связана с железом, что предполагает образование соединений, аналогичных тем, которые находят в метеоритах — пирротина, троилита или пирита.
Этот результат стал возможен благодаря точности XRISM, который смог различить тонкие энергетические особенности рентгеновских лучей, идущих от далекой звезды, проходящих через космическую «пыль» и газ. Подобный подход, по словам астронома Элисы Костантини из Нидерландов, позволяет ученым узнать о химии космоса, которую невозможно воссоздать в земных лабораториях. Исследовательская группа продолжит сравнение своих наблюдений с лабораторными моделями, чтобы глубже понять природу космических соединений.
Дополнительно ученые провели наблюдения за другой двойной системой — 4U 1630−472, и они закрепили выводы о двойственной природе серы в межзвездной среде. Как отметил Брайан Уильямс, ведущий научный сотрудник проекта XRISM в NASA, новое исследование предоставляет уникальную возможность заглянуть в огромный сегмент Млечного Пути на противоположной от нас стороне галактики. Это дает представление не только о распределении серы, но и о химической эволюции галактического вещества в целом.
Тем временем телескоп «Джеймс Уэбб» прислал свежие новости о древней галактике.
