NASA和日本XRISM在星际间发现了隐藏的硫元素

天文学家利用来自两个双星系统的X射线，在星际介质（恒星之间存在的气体和尘埃）中检测到硫元素。这是首次对硫的气态和固态相态进行直接测量，这种独特能力源自X射线光谱技术——XRISM卫星（发音同"crism"）研究宇宙的主要方法。

"硫元素对地球生物体细胞功能至关重要，但关于其在宇宙中的分布仍存在诸多疑问，"安娜堡密歇根大学天文学助理教授莉亚·科拉莱斯解释道，"硫元素容易在气态与固态之间相互转化。XRISM航天器提供的分辨率和灵敏度使我们能够同时探测这两种形态，从而更深入了解其可能的藏身之处。"

由科拉莱斯主导的相关论文已于6月27日发表于《日本天文学会会刊》。

此前通过紫外线观测，研究人员已在星际空间发现气态硫。但在恒星和行星诞生的分子云等星际介质致密区域，这种形态的硫会迅速消失。

科学家推测硫会通过与冰结合或与其他元素混合的方式凝结成固态。

当地球上的医生进行X光检查时，他们会将患者置于X射线源和探测器之间。当X光穿过人体时，骨骼和组织对光线的不同吸收量会在探测器上形成对比图像。

为研究硫元素，科拉莱斯团队采用了类似原理。

他们选择了密度适中的星际介质区域——既不会因过于稀薄导致X射线完全穿透，也不会因过于致密造成全部吸收。

研究团队随后选定该介质区域后方的一个明亮X射线源：位于天蝎座南部、距离地球超过35,000光年的双星系统GX 340+0。

借助XRISM的Resolve仪器，科学家们测量了GX 340+0的X射线能量，确认该区域不仅存在气态硫，还存在可能与铁混合的固态硫。

"星际介质中的化学反应与地球环境截然不同，"荷兰空间研究所及阿姆斯特丹大学资深天文学家、合著者埃莉萨·康斯坦蒂尼表示，"我们建立了硫铁化合物模型，其数据与XRISM观测结果吻合。实验室多年来持续构建各种元素模型与天文数据比对，后续将获得新的硫测量数据与XRISM结果对照研究。"

铁硫化合物常见于陨石中，因此科学家长期认为这可能是硫从分子云中固化并穿越宇宙的途径之一。

科拉莱斯团队在论文中提出了几种符合XRISM观测结果的化合物：磁黄铁矿、陨硫铁以及俗称"愚人金"的黄铁矿。

研究人员还利用第二个X射线双星系统4U 1630-472的测量数据验证了他们的发现。

"NASA钱德拉X射线天文台曾研究过硫元素，但XRISM的测量达到了前所未有的精度，"马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心XRISM项目科学家布莱恩·威廉姆斯指出，"由于GX 340+0位于银河系另一端，XRISM的X射线观测为研究银河系大片区域的硫分布提供了独特视角。关于我们称之为家园的银河系，仍有无数奥秘等待揭示。"

XRISM任务由日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)主导，与NASA合作实施，并得到欧洲航天局(ESA)的支持。NASA和JAXA共同开发了该任务的核心设备——微热量计光谱仪Resolve。