Uma equipe internacional de cientistas apresentou uma contagem sem precedentes de enxofre elemental espalhado entre as estrelas, utilizando dados da espaçonave XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission), liderada pelo Japão.
Astrônomos usaram raios-X de dois sistemas estelares binários para detectar o enxofre no meio interestelar, o gás e a poeira encontrados no espaço entre as estrelas. Esta é a primeira medição direta das fases gasosa e sólida do enxofre, uma capacidade única da espectroscopia de raios-X, o método principal do XRISM para estudar o cosmos.
“O enxofre é importante para o funcionamento das células em nossos corpos aqui na Terra, mas ainda temos muitas perguntas sobre onde ele se encontra no universo,” disse Lía Corrales, professora assistente de astronomia da Universidade de Michigan em Ann Arbor. “O enxofre pode facilmente mudar de gás para sólido e vice-versa. A espaçonave XRISM proporciona a resolução e sensibilidade que precisamos para encontrá-lo em ambas as formas e aprender mais sobre onde pode estar escondido.”
Um artigo sobre esses resultados, liderado por Corrales, foi publicado em 27 de junho na Publications of the Astronomical Society of Japan.
Usando luz ultravioleta, os pesquisadores encontraram enxofre gasoso no espaço entre estrelas. Em partes mais densas do meio interestelar, como nas nuvens moleculares onde estrelas e planetas nascem, essa forma de enxofre desaparece rapidamente.
Os cientistas presumem que o enxofre se condense em sólido, seja combinando-se com gelo ou misturando-se com outros elementos.
Quando um médico realiza um raio-X aqui na Terra, ele coloca o paciente entre uma fonte de raios-X e um detector. Os ossos e tecidos absorvem diferentes quantidades da luz enquanto ela atravessa o corpo do paciente, criando contraste no detector.
Para estudar o enxofre, Corrales e sua equipe fizeram algo semelhante.
Eles escolheram uma porção do meio interestelar com a densidade adequada – não tão fina que todos os raios-X passariam sem mudanças, mas também não tão densa que seriam todos absorvidos.
Em seguida, a equipe selecionou uma fonte de raios-X brilhante atrás daquela seção do meio, um sistema binário chamado GX 340+0, localizado a mais de 35.000 anos-luz de distância na constelação meridional de Escorpião.
Usando o instrumento Resolve no XRISM, os cientistas conseguiram medir a energia dos raios-X de GX 340+0 e determinaram que o enxofre estava presente não apenas como gás, mas também como sólido, possivelmente misturado com ferro.
“A química em ambientes como o meio interestelar é muito diferente de qualquer coisa que possamos fazer na Terra, mas modelamos o enxofre combinado com ferro, e parece corresponder ao que estamos vendo com o XRISM,” disse a coautora Elisa Costantini, astrônoma sênior da Space Research Organization Netherlands e da Universidade de Amsterdã. “Nosso laboratório criou modelos para diferentes elementos para comparar com dados astronômicos por anos. A campanha está em andamento, e em breve teremos novas medições de enxofre para comparar com os dados do XRISM e aprender ainda mais.”
Os compostos de ferro-enxofre são frequentemente encontrados em meteoritos, então, os cientistas há muito acreditam que podem ser uma forma de o enxofre se solidificar a partir das nuvens moleculares para viajar pelo universo.
No artigo, Corrales e sua equipe propõem alguns compostos que se ajustariam às observações do XRISM – pirrotita, troilita e pirita, que às vezes é chamada de ouro de tolo.
Os pesquisadores também conseguiram usar medições de um segundo binário de raios-X chamado 4U 1630-472, que ajudaram a confirmar suas descobertas.
“O Observatório de raios-X Chandra da NASA já estudou o enxofre, mas as medições do XRISM são as mais detalhadas até agora,” disse Brian Williams, cientista do projeto XRISM no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. “Como GX 340+0 está do outro lado da galáxia em relação a nós, as observações de raios-X do XRISM são uma sondagem única do enxofre em uma grande seção da Via Láctea. Ainda há tanto para aprender sobre a galáxia que chamamos de lar.”
O XRISM é liderado pela JAXA (Agência de Exploração Aeroespacial do Japão) em colaboração com a NASA, juntamente com contribuições da ESA (Agência Espacial Europeia). A NASA e a JAXA desenvolveram o Resolve, o espectrômetro microcalorímetro da missão.
