Cientistas podem finalmente ter encontrado o estranho esconderijo congelado do enxofre desaparecido

Cientistas podem ter encontrado o esconderijo do enxofre cósmico desaparecido — na poeira espacial gelada, reunida em moléculas em forma de coroa e semelhantes a correntes que escapam à detecção.

Nuvens de poeira cósmica e gás contêm muitos dos componentes essenciais para a vida, mas o enxofre é misteriosamente raro. Uma das formas mais comuns de enxofre é o S8, um anel de átomos de enxofre que forma uma estrutura semelhante a uma coroa. Uma equipe de astroquímicos, incluindo um pesquisador da Ole Miss, descobriu que as coroas podem ajudar os cientistas a encontrar o caminho certo. Crédito: John McCustion/Marketing e Comunicações da Universidade 

Durante anos, cientistas que estudam a química do cosmos buscaram enxofre no espaço, apenas para descobrir que ele parece ser muito menos comum do que o esperado. Agora, uma nova investigação pode revelar onde esse elemento essencial à vida está escondido.

Uma equipe global de pesquisadores, incluindo Ryan Fortenberry, astroquímico da Universidade do Mississippi; Ralf Kaiser, professor de química da Universidade do Havaí em Mānoa; e Samer Gozem, químico computacional da Universidade Estadual da Geórgia, publicou suas descobertas na revista Nature .

O Mistério do Enxofre no Espaço

“O sulfeto de hidrogênio está em toda parte: é um produto de usinas termelétricas a carvão, tem efeito na chuva ácida , altera os níveis de pH dos oceanos e é expelido por vulcões”, disse Fortenberry. “Se compreendermos melhor o que a química do enxofre pode fazer, a comercialização tecnológica que daí advém só poderá ser concretizada com base em conhecimento fundamental.”

O enxofre é o 10º elemento mais abundante no universo e desempenha um papel essencial na química de planetas, estrelas e seres vivos. No entanto, quando os astrônomos procuram enxofre molecular no espaço, ele está constantemente ausente em grandes quantidades.

“A quantidade observada de enxofre em nuvens moleculares densas é menor – em comparação às abundâncias previstas na fase gasosa – em três ordens de magnitude”, disse Kaiser.

Uma possível explicação aponta para o gelo interestelar.

Pistas escondidas no gelo interestelar

Nas regiões frias entre as estrelas, os átomos de enxofre podem se organizar em duas estruturas particularmente estáveis. Uma é o octasulfur, no qual oito átomos de enxofre formam anéis em forma de coroa. A outra é uma classe de moléculas chamadas polisulfanos, nas quais cadeias de átomos de enxofre são conectadas por átomos de hidrogênio. Essas formas podem se desenvolver na superfície de grãos de poeira gelada, efetivamente retendo o enxofre em material sólido.

“Se usarmos, por exemplo, o Telescópio Espacial James Webb , obtemos uma assinatura específica em comprimentos de onda específicos para oxigênio, carbono, nitrogênio e assim por diante”, disse Fortenberry. “Mas quando fazemos isso para o enxofre, a situação fica fora de sintonia, e não sabemos por que não há enxofre molecular suficiente.”

“O que este trabalho está mostrando é que as formas mais comuns de enxofre que já conhecemos são provavelmente onde o enxofre está escondido.”

A pesquisa de Kaiser e Fortenberry mostrou que essas moléculas ricas em enxofre podem ser abundantes em regiões geladas do espaço interestelar, dando aos astrônomos um possível roteiro para resolver o quebra-cabeça do enxofre.

“Simulações de laboratório de condições interestelares, como este estudo, revelam possíveis inventários de moléculas contendo enxofre que podem ser formadas em gelos interestelares”, disse Kaiser. “Os astrônomos podem então utilizar os resultados e procurar essas moléculas de polissulfano no meio interestelar por meio de radiotelescópios, uma vez sublimadas na fase gasosa em regiões de formação estelar.”

A natureza elusiva do enxofre metamorfoseado

A razão pela qual o enxofre tem sido tão difícil de encontrar é que as ligações que ele forma estão sempre mudando, passando de coroas para cadeias e uma variedade de outras formulações.

“Ele nunca mantém a mesma forma”, disse Fortenberry. “É como um vírus : conforme se move, ele muda.”

O trabalho dos pesquisadores identifica possíveis configurações estáveis que os astrônomos podem procurar no universo.

Soluções Criativas com Impacto Cósmico

“O que eu adoro na astroquímica é que ela nos obriga a fazer perguntas difíceis e, em seguida, a encontrar soluções criativas”, disse Fortenberry. “E essas perguntas difíceis e soluções criativas podem ter consequências positivas significativas, mesmo que não intencionais.”

Scitechdaily.com