Un equipo internacional de científicos ha proporcionado un recuento sin precedentes de la dispersión de azufre elemental entre las estrellas utilizando datos de la sonda espacial XRISM (Misión de Imágenes y Espectroscopía de Rayos X), liderada por Japón.
Los astrónomos utilizaron rayos X de dos sistemas estelares binarios para detectar azufre en el medio interestelar, el gas y el polvo que se encuentran en el espacio interestelar. Se trata de la primera medición directa de las fases gaseosa y sólida del azufre, una capacidad única de la espectroscopia de rayos X, el principal método de XRISM (que se pronuncia «crism») para estudiar el cosmos.
«El azufre es importante para el funcionamiento de las células en nuestros cuerpos aquí en la Tierra, pero aún tenemos muchas preguntas sobre dónde se encuentra en el universo», afirmó Lía Corrales, profesora adjunta de astronomía en la Universidad de Michigan en Ann Arbor. «El azufre puede transformarse fácilmente de gas a sólido y viceversa. La sonda espacial XRISM proporciona la resolución y la sensibilidad que necesitamos para encontrarlo en ambas formas y aprender más sobre dónde podría estar oculto».
Un artículo sobre estos resultados, dirigido por Corrales, se publicó en Publicaciones de la Sociedad Astronómica de Japón.
Utilizando luz ultravioleta, investigadores han encontrado azufre gaseoso en el espacio interestelar. En las partes más densas del medio interestelar, como las nubes moleculares donde se forman las estrellas y los planetas, esta forma de azufre desaparece rápidamente.
Los científicos suponen que el azufre se condensa en un sólido, ya sea al combinarse con hielo o al mezclarse con otros elementos.
Cuando un médico realiza una radiografía aquí en la Tierra, coloca al paciente entre una fuente de rayos X y un detector. El hueso y el tejido absorben diferentes cantidades de luz a medida que viaja a través del cuerpo del paciente, creando contraste en el detector.
Para estudiar el azufre, Corrales y su equipo hicieron algo similar.
Seleccionaron una porción del medio interestelar con la densidad adecuada: no tan delgada como para que todos los rayos X la atravesaran sin cambios, pero tampoco tan densa como para que todos fueran absorbidos.
Luego, el equipo seleccionó una fuente brillante de rayos X detrás de esa sección del medio, un sistema estelar binario llamado GX 340+0, ubicado a más de 35.000 años luz de distancia en la constelación austral de Escorpio.
Utilizando el instrumento Resolve en XRISM, los científicos pudieron medir la energía de los rayos X de GX 340+0 y determinaron que el azufre estaba presente no solo en forma de gas, sino también en forma sólida, posiblemente mezclado con hierro.
«La química en entornos como el medio interestelar es muy diferente a la que podemos hacer en la Tierra, pero modelamos el azufre combinado con hierro, y parece coincidir con lo que observamos con XRISM», afirmó la coautora Elisa Costantini, astrónoma sénior de la Organización de Investigación Espacial de los Países Bajos y la Universidad de Ámsterdam.
«Nuestro laboratorio lleva años creando modelos para diferentes elementos para compararlos con datos astronómicos. La campaña continúa, y pronto tendremos nuevas mediciones de azufre que podremos comparar con los datos de XRISM y aprender aún más».
Los compuestos de hierro y azufre se encuentran a menudo en meteoritos, por lo que los científicos han pensado durante mucho tiempo que podrían ser una de las vías por las que el azufre se solidifica a partir de las nubes moleculares para viajar a través del universo.
En su artículo, Corrales y su equipo proponen algunos compuestos que coincidirían con las observaciones de XRISM: pirrotita, troilita y pirita, también conocida como el oro de los tontos.
Los investigadores también pudieron utilizar mediciones de un segundo sistema binario de rayos X llamado 4U 1630-472, lo que ayudó a confirmar sus hallazgos.
«El Observatorio de rayos X Chandra de la NASA ha estudiado previamente el azufre, pero las mediciones de XRISM son las más detalladas hasta la fecha», afirmó Brian Williams, científico del proyecto XRISM en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.
«Dado que GX 340+0 se encuentra al otro lado de la galaxia, las observaciones de rayos X de XRISM constituyen un sondeo único del azufre en una gran sección de la Vía Láctea. Aún queda mucho por aprender sobre la galaxia que consideramos nuestro hogar».
XRISM está dirigido por la JAXA (Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial) en colaboración con la NASA, con contribuciones de la ESA (Agencia Espacial Europea). La NASA y la JAXA desarrollaron Resolve, el espectrómetro microcalorímetro de la misión.
Con información de PASJ
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