Международная группа учёных с помощью спутника XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission), возглавляемого Японией, впервые провела точный подсчёт серы, находящейся в межзвёздной среде — газе и пыли между звёздами. Это стало возможным благодаря уникальным возможностям рентгеновской спектроскопии, с помощью которой исследователи зафиксировали серу как в газообразной, так и в твёрдой фазе, передает Science Daily.
«Сера играет важную роль в функционировании клеток в организме человека, но о её распределении во Вселенной мы знаем пока мало», — отметила ведущий автор исследования Лиа Корралес, профессор астрономии из Университета Мичигана. — «Сера легко переходит из газа в твёрдое состояние и обратно. XRISM предоставляет нам разрешение и чувствительность, необходимые для того, чтобы “увидеть” её в обоих состояниях».
Результаты исследования опубликованы 27 июня в журнале Publications of the Astronomical Society of Japan.
Как удалось обнаружить серу в космосе
Ранее учёные находили серу в газообразной форме с помощью ультрафиолетового излучения, однако в плотных областях межзвёздной среды, например, в молекулярных облаках, где рождаются звёзды и планеты, газообразная сера быстро исчезает. Предполагалось, что она переходит в твёрдую фазу, соединяясь с льдом или другими элементами.
Для того чтобы проследить этот процесс, команда Корралес выбрала подходящий участок межзвёздной среды — не слишком разрежённый, но и не чрезмерно плотный. В качестве источника рентгеновского излучения использовалась яркая двойная звезда GX 340+0, расположенная на расстоянии более 35 тысяч световых лет в созвездии Скорпиона.
С помощью спектрометра Resolve на борту XRISM учёные измерили энергию рентгеновских лучей и определили, что сера присутствует как в газообразной форме, так и в твёрдом состоянии, вероятно, в соединении с железом.
Космическая «химия» серы
«Химические реакции в условиях межзвёздной среды сильно отличаются от того, что возможно воспроизвести на Земле, но наша модель серы в соединении с железом хорошо соответствует наблюдениям XRISM», — пояснила соавтор исследования Элиса Константини из Нидерландского института космических исследований.
Учёные считают, что соединения серы с железом — например, пирротин, троилит и пирит (известный как “золото дураков”) — могли быть основными формами, в которых сера существует в космосе. Эти соединения часто встречаются в метеоритах, что подтверждает гипотезу о том, что именно в таком виде сера может «путешествовать» по Вселенной.
Дополнительно команда использовала данные другого рентгеновского источника — двойной звезды 4U 1630-472 — для проверки своих результатов.
«Обсерватория NASA Chandra ранее также изучала серу, однако данные XRISM обладают гораздо большей детализацией», — отметил Брайан Уильямс, научный руководитель проекта XRISM в центре NASA имени Годдарда. — «Так как GX 340+0 находится на противоположной стороне Галактики, XRISM фактически позволил нам “заглянуть” в распределение серы по большому участку Млечного Пути».
Миссия XRISM реализуется Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) в сотрудничестве с NASA и при участии Европейского космического агентства (ESA). Спектрометр Resolve, который позволил осуществить измерения, был совместно разработан JAXA и NASA.