Astrónomos han demostrado en experimentos de laboratorio que el azufre puede unirse al amonio en condiciones cósmicas heladas y formar una sal que se adhiere al polvo y a los guijarros.
La sal de azufre resultante no sólo ayuda a explicar el misterio del gas de azufre que falta, sino también un pico desconcertante en los datos del instrumento MIRI del telescopio espacial James Webb y otros telescopios.
Estos hallazgos de un equipo internacional liderado por la Universidad de Leiden aparecen en la revista Astronomy & Astrophysics.
Durante las últimas dos décadas, los astroquímicos y los astrónomos han estado desconcertados por dos misterios aparentemente inexplicables. El primero era que la cantidad de azufre volátil en las nubes densas y las regiones de formación estelar es mucho menor que en las regiones más tenues entre las estrellas. El azufre parecía estar desapareciendo. El segundo era que el espectro de luz infrarroja de las regiones de formación estelar contiene un pico sorprendente pero inexplicable.
El equipo propone una solución a ambos misterios a la vez: la sal de hidrosulfuro de amonio. Los investigadores respaldan su solución con experimentos de laboratorio que simulan las condiciones cósmicas. Se trata de condiciones extremadamente frías en las que hay polvo, hielo y guijarros, y relativamente pocas moléculas pueden reaccionar.
Los experimentos mostraron que el NH3 volátil (amoniaco, muy conocido por los detergentes) y el H2S volátil (sulfuro de hidrógeno, el olor a huevos podridos) reaccionan rápidamente para formar NH4SH (sal de hidrosulfuro de amonio) cuando se unen en el hielo alrededor de las partículas de polvo. Esto sugiere que en las regiones densas de formación estelar, parte del azufre volátil está atrapado en el polvo y los guijarros. Como resultado, el azufre parece haber desaparecido.
Además, los experimentos mostraron que la sal de hidrosulfuro de amonio produce un pico en la ubicación exacta del pico previamente inexplicado en los datos del instrumento MIRI, entre otros, en el Telescopio Espacial James Webb. Este pico permitió a los astrónomos calcular que hasta aproximadamente el 20% del azufre faltante podría estar en forma de esta sal de azufre en el polvo y los guijarros.
"Creo que es fantástico que finalmente estemos desentrañando ambos misterios", afirma Katie Slavicinska, estudiante de doctorado en la Universidad de Leiden y primera autora del artículo científico. "Con nuestra investigación, estamos matando dos pájaros de un tiro".
La investigación se inició a raíz de los resultados de la misión Rosetta de la ESA. Durante esta misión, una sonda espacial orbitó el cometa 67P entre 2014 y 2016. Los análisis publicados a finales de 2022 mostraron que las partículas de polvo del cometa contenían niveles inesperadamente altos de hidrosulfuro de amonio.
Slavicinska explica: "Y como sospechamos que los cometas contienen mucho material helado prístino de los primeros días de nuestro sistema solar, buscar hidrosulfuro de amonio en el hielo de las regiones de formación estelar era el siguiente paso lógico".
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