NASA与日本XRISM卫星在星际空间中发现隐藏的硫元素

天文学家利用来自两个双星系统的X射线，在星际介质（即恒星之间空间中的气体和尘埃）中探测到了硫元素。这是首次直接测量硫的气态和固态相，这是X射线光谱学（XRISM任务X射线光谱学（XRISM任务研究宇宙的主要方法，发音为"crism"）的独特能力。

"硫元素对地球上人体细胞功能至关重要，但关于它在宇宙中的分布，我们仍有许多未解之谜，"安娜堡密歇根大学天文学助理教授莉亚·科拉莱斯表示。"硫可以轻易地在气态和固态之间相互转化。XRISM航天器提供了我们所需的分辨率和灵敏度，能够同时探测这两种形态的硫，并进一步揭示其可能的藏匿之处。"

由科拉莱斯主导的关于这些发现的论文于6月27日发表在《日本天文学会欧文研究报告》（Publications of the Astronomical Society of Japan）上。

此前研究人员利用紫外线已在恒星间空间发现了气紫外线已在恒星间空间发现了气态硫。但在星际介质密度较高的区域（例如孕育恒星和行星的分子云中），这种形态的硫会迅速消失。

科学家推测硫会凝结成固体，可能是通过与冰结合或与其他元素混合。

当医生在地球上进行X光检查时，会将患者置于X射线源和探测器之间。X射线穿过人体时，骨骼和组织吸收不同量的射线，从而在探测器上形成对比度图像。

为研究硫元素，科拉莱斯团队采用了类似方法。

他们选择了。

他们选择了密度合适的星际介质区域——既不会因过于稀薄导致所有X射线无衰减穿过，也不会因过于致密致使射线被完全吸收。

随后团队在该介质区域后方选定了一个明亮的X射线源：名为GX 340+0的双星系统，它位于南天星座天蝎座方向，距离地球超过35,000光年。

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利用XRISM搭载的Resolve仪器，科学家测量了GX 340+0的X射线能量，确定该区域不仅存在气态硫，还存在固态硫，且可能与铁元素混合。

"星际介质等环境中的化学反应与地球上的任何实验都中的化学反应与地球上的任何实验都截然不同，但我们模拟了硫铁化合物模型，其结果似乎与XRISM的观测数据吻合，"合著者、荷兰空间研究所（SRON）及阿姆斯特丹大学资深天文学家艾丽莎·康斯坦丁尼表示。"我们实验室多年来持续构建不同元素的模型以比对天文数据。这项研究仍在进行，很快我们将获得新的硫测量数据与XRISM结果对照，从而获取更多信息。"

陨石中常发现铁硫化合物，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、陨硫铁以及黄铁矿（后者有时被称为愚人金）。

研究人员还利用第二个名为4U 1630-472的X射线双星系统的测量数据，进一步验证了他们的发现。

"美国宇航局的钱德拉X射线天文台此前研究过硫元素，但XRISM的测量达到了迄今最精细水平，"位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局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射线观测成为探测银河系大片区域中硫元素的独特手段。关于我们称之为家园的银河系，仍有大量未知等待探索。"

XRISM任务由日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）主导，与美国宇航局（NASA）合作实施，并得到欧洲空间局（ESA）的贡献。NASA和JAXA联合开发了该任务的核心设备——微量热计光谱仪Resolve。