LONDON (IT BOLTWISE) – Wissenschaftler haben kürzlich einen bedeutenden Fortschritt bei der Lösung eines alten astronomischen Rätsels erzielt: Warum ist Schwefel im Weltraum in viel geringeren Mengen vorhanden als erwartet?
Im Universum, insbesondere in den molekularen Wolken, aus denen Sterne entstehen, ist Schwefel in deutlich geringeren Mengen vorhanden, als es sein sollte. Auf der Erde und anderen Planeten des Sonnensystems gibt es jedoch reichlich Schwefel, wie saurer Regen, Gipsablagerungen und Vulkane auf Io belegen. Wissenschaftler schätzen, dass Schwefel das zehnt häufigste Element im Universum sein sollte. Doch in den molekularen Wolken, wo alles beginnt, ist es um drei Größenordnungen weniger vorhanden als erwartet.
Eine internationale Forschergruppe hat kürzlich eine Studie in der Zeitschrift Nature veröffentlicht, in der sie versucht, dieses Rätsel zu lösen. Sie vermuten, dass Schwefel in verschiedenen Formen in molekularen Wolken vorkommt, die sich ständig ineinander umwandeln. Diese Formen sind schwer zu beobachten, was erklären könnte, warum Schwefel in so geringen Mengen nachgewiesen wird.
Die Bestimmung der Anwesenheit eines bestimmten Stoffes in astronomischen Objekten erfolgt durch Spektrometrie. Dabei hinterlassen Moleküle einer bestimmten Form Spuren, die im Licht sichtbar sind, das in ein “Regenbogen”-Spektrum zerlegt wird. Unsere Fähigkeit, Schwefel zu sehen, hängt also von unserem Wissen über seine Form ab. In der neuen Studie schlagen Wissenschaftler vor, dass Schwefel in zwei Formen existieren könnte: als Oktaschwefelkronen, die aus acht Schwefelatomen bestehen, die in ringförmigen Kronen angeordnet sind, und als Polysulfane, Ketten von Schwefelatomen, die durch Wasserstoff verbunden sind.
Diese Moleküle können sich auf eisigen Staubkörnern bilden und Schwefel in starren Formen fixieren, was ihre Identifizierung erschwert. Zudem wandelt sich eine Form ständig in eine andere um. Unter solchen Bedingungen ist es selbst mit einem so leistungsstarken Instrument wie dem Spektrographen des James-Webb-Weltraumteleskops nicht einfach, Schwefel zu entdecken.
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