הישרדות מפתיעה: מעקב אחרי דו-סולפיד לא תגובתי בקרח חללי

בלימוד פורץ דרך שחוקר את מסתוריות הקוסמוס, מדענים חקרו את הגורל המרתק של דו-סולפיד (SO2) בממלכות הקפואות של המדיום הבין-כוכבי. באמצעות סדרת ניסויים מעבדתיים מדוקדקים וניתוחים חישוביים מתקדמים, חוקרים חשפו את סודות האינטראקציות של SO2 עם אטומי מימן על מים מוצקים אמורפיים (ASW) בטמפרטורות קפואות.

צוות החוקרים גילה שהעמידות של SO2 היא remarkable. בתוך 40 דקות של חשיפה למימן, 80% משמעותיים מ-SO2 נעלמו מהמשטח של ASW בטמפרטורות בין 10 ל-40 K, ואפילו חצי נעלמו ב-60 K. עם זאת, אובדנים מרשימים אלה השאירו את המדענים במצב תדהמה, שכן תוצרי התגובה הקונקרטיים נותרו חסרים.

באמצעות חישובים כימיים קוונטיים, החוקרים חשפו סיפור Fascinating. ריקוד הקשרים מתחיל כאשר אטומי המימן מעדיפים להתחבר לאטום הגופרית ב-SO2, מה שמוביל ליצירת הרדיקל HSO2. כאשר אטומי המימן ממשיכים את מעורבותם הבלתי נלאית, מתפתחת סדרה של תרכובות מכילות גופרית, כולל HS(O)OH ורדיקלים מסקרנים מספר.

על אף שהיו תוצרים מוגדרים של חלק מהתרכובות, כגון H2S, במהלך ניסויים בקודיפוזיציה, החוקרים נתקלו במערבולת— הכמות של תרכובות אלו לא הצליחה להסביר את ההיעלמות של SO2. המחקר מהמר שהוא עשוי להיות שאלה שתרכבות אלו עשויות לברוח לשלב הגז לאחר יצירתן.

מחקר זה מספק תובנה לגבי המסע הקוסמי של SO2, ומציע שמץ של מולקולות לא תגוביות ואחרות שהשתנו, ייתכן כי יתנדפו אל המרחב העצום.

חשיפת המסתורין הקוסמי: כיצד המסע של דו-סולפיד משפיע על היקום שלנו

בפיתול בלתי צפוי, גילויים אחרונים על דו-סולפיד (SO2) במרחקים העצומים והקרירים של החלל עשויים להציע תובנות חדשות לא רק לאסטרופיזיקאים אלא גם לחוקרים סביבתיים וכימיים על פני כדור הארץ. כשחלקיקים אלו חוצים את המדיום הבין-כוכבי, ההתנהגות המסתורית שלהם מעוררת שאלות מסקרנות והשלכות פוטנציאליות בתחומים שונים.

איך זה משפיע עלינו?

הבנת המסע של SO2 בחלל עשויה להיראות רחוקה, אך יש לה השלכות פוטנציאליות קרובות לבית. SO2 הוא חומר מזהם ידוע על פני כדור הארץ, נודע בתפקידו בבעיות נשימה ובגשם חומצי. המחקר מגלה תגובות בסיסיות שיכולות לעודד שיטות חדשניות להקל על השפעתו הסביבתית של SO2 כאן. האם פתיחת סודות ההיעלמות של SO2 בחלל תוביל לטכנולוגיות חדשות לצמצום זיהום האוויר? הקשר, אם כי לא ישיר, פותח דרכים ליישום ממצאים אלו בהנדסה סביבתית ובמדע האטמוספירה.

מדוע זה חשוב לחקר החלל?

ההתנהגות של SO2 ומולקולות אחרות במדיום הבין-כוכבי היא קריטית להבנת הכימיה הבסיסית של החלל ולמקורות החיים עצמם. ככל שאנחנו חשים עמוק יותר כיצד תרכובות אלו מתנהגות עם عناصر אחרים בסביבות ריקות כבידה ובקור קיצוני, אנו מרכיבים את הפאזל של איך מולקולות מורכבות החיוניות לחיים עשויות להיווצר במקומות אחרים ביקום. מחקר זה מעלה שאלות חדשות: האם תהליכים אלו עשויים להשפיע על הכשירות לחיים של כוכבים רחוקים? כיצד עשויות תגובות אלו להשפיע על היווצרות כוכבים, ירחים וגופים שמימיים אחרים?

עובדות מסקרנות ומחלוקות

על אף הטכניקות המתקדמות שנעשה בהן שימוש, החוקרים עדיין מסתבכים מכך ש-SO2 "חסר". מסתורין זה מציע שהבנתנו הנוכחית לגבי הכימיה הבין-כוכבית עשויה להיות חסרה. האם ישנם תהליכים או תגובות בלתי ידועים המתרחשים בקנה מידה קוסמי שהמעבדות על כדור הארץ עדיין אינן יכולות לשכפל? יתרה מכך, הפוטנציאל של תרכובות אלו להתנדף לחלל מרמז על חילופי דינמיקה בין שלבי solids ו-gas בדרכים שטרם מובנות לחלוטין.

שאלות פילוסופיות קשורות

ההתקדמויות המדעיות הללו גם פוגשות שאלות פילוסופיות עמוקות יותר לגבי מקומנו ביקום. בעקוב אחרי הגורל של תרכובת כה נפוצה דרך הקוסמוס, האם אנו סביר לא מפרקים את התהליכים שיכולים להוביל למקורות חיים רחוקים מעבר לכוכב שלנו? כל תוספת קטנה בהבנה מביאה אותנו צעד אחד קרוב יותר למענה על שאלות שמלוות אותנו מזה עידנים לגבי האם אנחנו באמת לבד ביקום.

לקבלת תובנות נוספות על איך עובדת הכימיה הבין-כוכבית והשפעותיה על הבנתנו את היקום, בקרו ב-NASA או חקרו את ההתפתחויות החקרות האחרונות ב-ESA.

על ידי חקירת ההיעלמות המסתורית של SO2 במרחב העצום, מדענים בקצה הקצה של האסטרוכימיה חושפים תעלומות שמאתגרות את תפיסותינו ויכולות לחדש יום אחד הן את חקר החלל והן את הפתרונות האקולוגיים על פני כדור הארץ. ריקוד האטומים בין הכוכבים ממשיך להקסים ולהפתיע, ומבצע להנחות סודות שעדיין לא דמיינו.