Evrendeki kayıp kükürt, toz ve çakıl taşları üzerindeki tuzda bulunabilir

Leiden Üniversitesi’ndeki gökbilimcilerin liderliğindeki uluslararası bir ekip, laboratuvar deneylerinde kükürtün buzlu kozmik koşullar altında amonyumla bağlanabildiğini ve toz ve çakıl taşlarına yapışan bir tuz oluşturabildiğini gösterdi. Ortaya çıkan kükürt tuzu, yalnızca kayıp kükürt gazının gizemini açıklamaya yardımcı olmakla kalmıyor, aynı zamanda James Webb Uzay Teleskobu’nun MIRI aygıtından ve diğer teleskoplardan elde edilen verilerdeki kafa karıştırıcı zirveyi de açıklıyor.

Bulgular belli olmak dergide Astronomi ve Astrofizik.

Geçtiğimiz yirmi yıl boyunca astrokimyacılar ve gökbilimciler, görünüşte açıklanamaz olan iki gizem karşısında şaşkınlığa uğradılar. Birincisi, yoğun bulutlardaki ve yıldız oluşturan bölgelerdeki uçucu kükürt miktarının, yıldızlar arasındaki daha seyrek bölgelere göre çok daha düşük olmasıydı. Kükürt kayboluyor gibiydi. İkincisi, yıldız oluşum bölgelerinden gelen kızılötesi ışık spektrumunun çarpıcı fakat açıklanamayan bir zirve içermesiydi.

Hollanda’daki Leiden Üniversitesi’nden araştırmacıların liderliğindeki ekip, her iki gizeme de aynı anda bir çözüm öneriyor: amonyum hidrosülfür tuzu. Araştırmacılar çözümlerini kozmik koşulları simüle eden laboratuvar deneyleriyle destekliyorlar. Bunlar, toz, buz ve çakılların mevcut olduğu ve nispeten az sayıda molekülün reaksiyona girebildiği aşırı soğuk koşulları içerir.

Deneyler uçucu NH’nin olduğunu gösterdi.₃ (deterjanlardan iyi bilinen amonyak) ve uçucu H₂S (hidrojen sülfür, çürük yumurta kokusu) hızla reaksiyona girerek NH oluşturur₄SH (amonyum hidrosülfit tuzu), toz parçacıklarının etrafındaki buzlarla birleştiklerinde. Bu, yoğun yıldız oluşum bölgelerinde uçucu kükürtün bir kısmının toz ve çakıl taşları arasında sıkışıp kaldığını gösteriyor. Sonuç olarak kükürt kaybolmuş gibi görünüyor.

Ek olarak deneyler, amonyum hidrosülfit tuzunun, diğerlerinin yanı sıra James Webb Uzay Teleskobu üzerindeki MIRI cihazından alınan verilerde daha önce açıklanamayan zirvenin tam konumunda bir zirve ürettiğini gösterdi. Bu zirve, gökbilimcilerin eksik kükürtün yaklaşık %20’sine kadarının toz ve çakıllardaki bu kükürt tuzu formunda olabileceğini hesaplamasına olanak sağladı.

Bir taşla iki kuş

Katie Slavicinska, “Sonunda her iki gizemi de çözüyor olmamızın harika olduğunu düşünüyorum” diyor. Doktora derecesine sahiptir. Leiden Üniversitesi öğrencisi ve bilimsel makalenin ilk yazarı. “Yaptığımız araştırmalarla bir taşla iki kuş vuruyoruz.”

Araştırma, ESA’nın Rosetta misyonunun sonuçlarıyla tetiklendi. Bu görev sırasında, bir uzay aracı 2014 ile 2016 yılları arasında 67P kuyruklu yıldızının yörüngesinde dolaştı. 2022 sonu kuyruklu yıldızın toz parçacıklarının beklenmedik derecede yüksek düzeyde amonyum hidrosülfür içerdiğini gösterdi.

Slavicinska şöyle açıklıyor: “Ve kuyruklu yıldızların güneş sistemimizin ilk günlerinden kalma çok sayıda bozulmamış buzlu malzeme içerdiğinden şüphelendiğimizden, yıldız oluşturan bölgelerin buzunda amonyum hidrosülfürü aramak bir sonraki mantıklı adımdı.”

İkinci yazar, Manoa’daki Hawaii Üniversitesi’nde çalışan Hollandalı bilim adamı Adwin Boogert şöyle diyor: “Mevcut güneş sistemimizden yeni güneş sistemlerinin kökenine kadar uzanan kimyasal izleri nasıl giderek daha fazla takip edebildiğimizi görmek heyecan verici.”

Gelecekte araştırmacılar, kızılötesi zirve teorisini doğrulamak için James Webb Uzay Teleskobu’ndaki MIRI cihazıyla daha fazla gözlem yapmayı planlıyor. Ayrıca kayıp kükürtün kalan yüzde seksenini bulmayı da umuyorlar. Önceki araştırma metalik sülfitlerin ve kükürt allotroplarının rol oynayabileceğini öne sürüyor.