摘要:地球上的鸡蛋会散发出臭鸡蛋味,火山口会喷出刺鼻的硫化氢——这些熟悉的场景都藏着一个关键元素:硫。它不仅是生命活动的“小助手”,更是宇宙化学的“神秘玩家”。但长期以来,科学家发现了个怪事:用紫外线能测到星际空间的气态硫,可在恒星诞生的分子云里,这些硫却像“人间蒸
地球上的鸡蛋会散发出臭鸡蛋味,火山口会喷出刺鼻的硫化氢——这些熟悉的场景都藏着一个关键元素:硫。它不仅是生命活动的“小助手”,更是宇宙化学的“神秘玩家”。但长期以来,科学家发现了个怪事:用紫外线能测到星际空间的气态硫,可在恒星诞生的分子云里,这些硫却像“人间蒸发”了一样。它们究竟躲到哪去了?
一、宇宙里的“硫踪难觅”:生命必需元素的星际失踪案
硫对地球生命有多重要?从维持蛋白质结构的二硫键,到参与能量代谢的辅酶A,它几乎渗透进每个细胞的运作。但放到宇宙尺度,这个“生命刚需”却玩起了“躲猫猫”——在星际介质最稀薄的区域,科学家用紫外线能轻松捕捉到气态硫;可一旦进入更密集的分子云(恒星和行星的“诞生产房”),气态硫就突然消失得无影无踪。
这些消失的硫究竟去了哪里?难道它们像地球上的雾一样,悄悄凝结成了固体?过去科学家只能靠猜测:可能和冰混合,可能与其他元素结合……但苦于没有观测手段,这个问题成了天体化学界的“悬案”。
二、给星际介质拍“宇宙X光”:XRISM的神级操作
转机出现在XRISM航天器(X射线成像光谱任务)的登场。这台由日本主导、多国合作的太空望远镜,带着“宇宙级X光机”的本事来到太空——它搭载的Resolve光谱仪,能像医院拍X光那样,通过分析X射线穿过物质后的能量变化,“看”清中间藏着什么元素。
科学家挑了个“完美观测位”:一片密度刚好的星际区域——太稀薄X射线会直接穿过去,太密集又会全被吸收。然后选了个超亮的“背景灯”:距离地球35000光年外的双星系统GX340+0。当GX340+0的X射线穿过这片星际介质时,Resolve光谱仪像“宇宙底片”般记录下能量变化——惊喜出现了:光谱中同时出现了气态硫和固态硫的特征!
三、硫的“星际搭子”:原来它和铁组了“宇宙CP”
更有意思的发现还在后头。通过比对实验室模型,科学家发现这些固态硫很可能和铁“组了CP”——像陨石里常见的磁黄铁矿、陨硫铁,甚至“愚人金”黄铁矿,都可能是它们的“藏身形态”。另一个双星系统4U1630-472的观测数据,也完美验证了这个结论。
“这就像给宇宙化学课补上了关键一页。”参与研究的荷兰天文学家埃莉萨·科斯坦蒂尼说。过去我们知道陨石里有铁硫化合物,但从未在星际空间直接观测到;现在XRISM不仅找到了它们,还让我们看清了硫在气态-固态间转换的“动态过程”。
从地球细胞到星际云团,硫用“变形记”告诉我们:宇宙的化学故事,远比实验室里的瓶瓶罐罐精彩得多。这次发现不仅解开了“硫失踪”的谜题,更让我们离“理解银河系如何孕育生命”更近了一步。
如果未来在其他恒星系的行星上发现生命,你觉得硫这种能“气态-固态自由切换”的特性,可能会对那里的生命形态产生什么独特影响?
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来源:Science科学说一点号