El azufre en el espacio interestelar

Aunque normalmente no pensamos en la faceta del azufre como ingrediente necesario para la vida, y de hecho hay muchos casos en los que puede resultar tóxico, es un elemento químico de interés para la astrobiología.

Mediante luz ultravioleta, se puede detectar el azufre gaseoso en el espacio interestelar. En las partes más densas del medio interestelar, como las nubes moleculares donde nacen las estrellas y los planetas, esta forma de azufre desaparece rápidamente. Se ha venido suponiendo que allí el azufre se condensa en un sólido, ya sea combinándose con hielo o mezclándose con otros elementos.

Un equipo internacional, encabezado por Lía Corrales, de la Universidad de Michigan en Ann Arbor, Estados Unidos, ha proporcionado ahora un inventario sin precedentes del azufre elemental esparcido por el espacio entre las estrellas. Para ello, ha utilizando datos recolectados por el XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission), un observatorio espacial liderado por la JAXA (la agencia espacial japonesa).

Corrales y sus colegas se valieron de los rayos X emitidos por dos sistemas estelares binarios para detectar azufre en el medio interestelar, el cual alberga gas y polvo.

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 método principal de XRISM para estudiar el cosmos.

Cuando un médico realiza una radiografía aquí en la Tierra, coloca al paciente entre una fuente de rayos X y un detector. Los huesos y los tejidos absorben diferentes cantidades de dicha luz a medida que esta atraviesa el cuerpo del paciente, creando en el detector una imagen con suficiente contraste como para obtener información reveladora.

Para estudiar el azufre, Corrales y sus colegas hicieron algo similar.

Seleccionaron una porción del medio interestelar con la densidad adecuada: ni tan fina como para que todos los rayos X la atravesaran sin cambios, ni tan densa como para que todos fueran absorbidos.

A continuación, el equipo seleccionó una fuente brillante de rayos X situada detrás de ese sector, un sistema estelar binario llamado GX 340+0, ubicado a más de 35.000 años-luz de distancia de la Tierra, en la constelación austral de Escorpio.

Utilizando el instrumento Resolve del XRISM, los autores del estudio pudieron medir la energía de los rayos X de GX 340+0 tras cruzar cada punto, y sus cambios revelaron que el azufre está presente no solo en forma de gas, sino también en forma sólida, posiblemente mezclado con hierro.

Esto último tiene sentido porque es bastante habitual hallar compuestos de hierro y azufre en meteoritos. De hecho, ya se sospechaba desde mucho tiempo atrás que podrían ser una forma en que el azufre se solidifica a partir de las nubes moleculares.

Un sector del espacio interestelar que fue examinado en rayos X por el equipo de Lía Corrales. La principal fuente emisora de rayos X empleada es el sistema estelar binario GX 340+0 (el punto azul brillante en el centro de la imagen). La imagen es una combinación de observaciones realizadas en luz visible, luz infrarroja y rayos X. (Imagen: DSS / DECaPS / eRosita / NASA’s Goddard Space Flight Center)

Un segundo sistema estelar binario emisor de rayos X fue usado para corroborar lo observado mediante el primero.

A raíz de sus observaciones, Corrales y sus colegas han visto que la pirita, la pirrotita y la troilita encajan con las observaciones realizadas por el XRISM.

El observatorio espacial XRISM está dirigido por la JAXA y cuenta con la colaboración de la NASA y la ESA, respectivamente las agencias espaciales estadounidense y europea. La NASA y la JAXA desarrollaron Resolve, el espectrómetro microcalorimétrico de la nave.

El estudio se titula “XRISM insights for interstellar sulfur”. Y se ha publicado en la revista académica Publications of the Astronomical Society of Japan. (Fuente: NCYT de Amazings)