Por décadas, astroquímicos vêm procurando átomos de enxofre no espaço e encontrando surpreendentemente pouco desse elemento que é um ingrediente chave para a vida. Um novo estudo pode apontar para onde ele tem se escondido.
Uma equipe internacional de pesquisadores, incluindo Ryan Fortenberry, um astroquímico da Universidade do Mississippi, e Ralf Kaiser, professor de química da Universidade do Havai em Mānoa, e Samer Gozem, químico computacional da Universidade Estadual da Geórgia, publicou sua pesquisa na revista Nature Communications.
“O sulfeto de hidrogênio está em toda parte: é um produto de usinas de energia movidas a carvão, afeta a chuva ácida, altera os níveis de pH dos oceanos e sai de vulcões,” disse Fortenberry. “Se conseguirmos compreender melhor o que a química do enxofre pode fazer, a comercialização tecnológica que pode surgir disso só poderá ser realizada com uma base de conhecimento fundamental.”
O enxofre é o 10º elemento mais abundante no universo e é considerado um elemento químico vital para planetas, estrelas e vida. A falta de enxofre molecular no espaço tem sido um mistério por anos.
“A quantidade observada de enxofre em nuvens moleculares densas é menor – em comparação com as abundâncias previstas na fase gasosa – por três ordens de magnitude,” disse Kaiser.
A resposta pode estar no gelo interestelar.
Em regiões frias do espaço, o enxofre pode formar duas configurações distintas e estáveis: coroas de octassulfeto, que são um grupo de oito átomos de enxofre configurados em coroas em forma de anel, e polissulfanos, cadeias de átomos de enxofre ligados por hidrogênio. Essas moléculas podem se formar em grãos de poeira gelada, prendendo o enxofre em formas sólidas.
“Se você usar, por exemplo, o Telescópio Espacial James Webb, você obtém uma assinatura específica em comprimentos de onda específicos para oxigênio, carbono, nitrogênio e assim por diante,” disse Fortenberry. “Mas quando você faz isso para o enxofre, está fora do padrão, e não sabemos por que não há enxofre molecular suficiente.”
“O que este trabalho está mostrando é que as formas mais comuns de enxofre que já conhecemos são provavelmente onde o enxofre está se escondendo.”
A pesquisa de Kaiser e Fortenberry mostrou que essas moléculas ricas em enxofre podem ser abundantes em regiões geladas do espaço interestelar, fornecendo aos astrônomos um potencial mapa para resolver o enigma do enxofre.
“Simulações laboratoriais de condições interestelares, como este estudo, descobrem possíveis inventários de moléculas que contêm enxofre que podem ser formadas em gelos interestelares,” disse Kaiser. “Os astrônomos podem então utilizar os resultados e procurar essas moléculas de polissulfano no meio interestelar por meio de radiotelescópios uma vez sublimadas na fase gasosa em regiões de formação de estrelas.”
A razão pela qual o enxofre tem sido tão difícil de encontrar é que as ligações que ele forma estão sempre mudando, passando de coroas a cadeias e uma variedade de outras formulações.
“Ele nunca mantém a mesma forma,” disse Fortenberry. “É como um vírus – à medida que se move, muda.”
O trabalho dos pesquisadores identifica possíveis configurações estáveis que os astrônomos podem buscar no universo.
“A coisa que eu adoro na astroquímica é que ela força você a fazer perguntas difíceis e, em seguida, a encontrar soluções criativas,” disse Fortenberry. “E essas perguntas difíceis e soluções criativas podem ter consequências positivas significativas e inesperadas.”