地球上的雞蛋會散發(fā)出臭雞蛋味,火山口會噴出刺鼻的硫化氫——這些熟悉的場景都藏著一個關鍵元素:硫。它不僅是生命活動的“小助手”,更是宇宙化學的“神秘玩家”。但長期以來,科學家發(fā)現了個怪事:用紫外線能測到星際空間的氣態(tài)硫,可在恒星誕生的分子云里,這些硫卻像“人間蒸發(fā)”了一樣。它們究竟躲到哪去了?
一、宇宙里的“硫蹤難覓”:生命必需元素的星際失蹤案
硫對地球生命有多重要?從維持蛋白質結構的二硫鍵,到參與能量代謝的輔酶A,它幾乎滲透進每個細胞的運作。但放到宇宙尺度,這個“生命剛需”卻玩起了“躲貓貓”——在星際介質最稀薄的區(qū)域,科學家用紫外線能輕松捕捉到氣態(tài)硫;可一旦進入更密集的分子云(恒星和行星的“誕生產房”),氣態(tài)硫就突然消失得無影無蹤。
這些消失的硫究竟去了哪里?難道它們像地球上的霧一樣,悄悄凝結成了固體?過去科學家只能靠猜測:可能和冰混合,可能與其他元素結合……但苦于沒有觀測手段,這個問題成了天體化學界的“懸案”。
二、給星際介質拍“宇宙X光”:XRISM的神級操作
轉機出現在XRISM航天器(X射線成像光譜任務)的登場。這臺由日本主導、多國合作的太空望遠鏡,帶著“宇宙級X光機”的本事來到太空——它搭載的Resolve光譜儀,能像醫(yī)院拍X光那樣,通過分析X射線穿過物質后的能量變化,“看”清中間藏著什么元素。
科學家挑了個“完美觀測位”:一片密度剛好的星際區(qū)域——太稀薄X射線會直接穿過去,太密集又會全被吸收。然后選了個超亮的“背景燈”:距離地球35000光年外的雙星系統(tǒng)GX340+0。當GX340+0的X射線穿過這片星際介質時,Resolve光譜儀像“宇宙底片”般記錄下能量變化——驚喜出現了:光譜中同時出現了氣態(tài)硫和固態(tài)硫的特征!
三、硫的“星際搭子”:原來它和鐵組了“宇宙CP”
更有意思的發(fā)現還在后頭。通過比對實驗室模型,科學家發(fā)現這些固態(tài)硫很可能和鐵“組了CP”——像隕石里常見的磁黃鐵礦、隕硫鐵,甚至“愚人金”黃鐵礦,都可能是它們的“藏身形態(tài)”。另一個雙星系統(tǒng)4U1630-472的觀測數據,也完美驗證了這個結論。
“這就像給宇宙化學課補上了關鍵一頁?!眳⑴c研究的荷蘭天文學家埃莉薩·科斯坦蒂尼說。過去我們知道隕石里有鐵硫化合物,但從未在星際空間直接觀測到;現在XRISM不僅找到了它們,還讓我們看清了硫在氣態(tài)-固態(tài)間轉換的“動態(tài)過程”。
從地球細胞到星際云團,硫用“變形記”告訴我們:宇宙的化學故事,遠比實驗室里的瓶瓶罐罐精彩得多。這次發(fā)現不僅解開了“硫失蹤”的謎題,更讓我們離“理解銀河系如何孕育生命”更近了一步。
如果未來在其他恒星系的行星上發(fā)現生命,你覺得硫這種能“氣態(tài)-固態(tài)自由切換”的特性,可能會對那里的生命形態(tài)產生什么獨特影響?
來評論區(qū)說說你的腦洞!
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