Astronomen hebben het mysterie van missend zwavelgas (deels) opgelost. Ze kunnen daarmee ook andere raadselachtige waarnemingen verklaren.

Het is al ruim twintig jaar een mysterie voor astronomen en astrochemici. De hoeveelheid vluchtig zwavel in dichte wolken en stervormingsgebieden is veel lager dan in de ijlere gebieden tussen de sterren. Dat is vreemd, het lijkt wel alsof er zwavel verdwijnt. Een internationaal team, onder leiding van Leidse onderzoekers, heeft het raadsel nu deels opgelost. En daarmee verklaren de onderzoekers gelijk ook een ander mysterie. Ze schrijven erover in vakblad Astronomy & Astrophysics.

Lees ook:

• Verklaring gevonden voor mysterieus lichtsignaal in ver sterrenstelsel
• Mysterie van het Wow!-signaal eindelijk opgelost? (Spoiler: het zijn geen aliens)

Zwavelzout

Tussen 2014 en 2016 cirkelde de Europese Rosetta-ruimtesonde rond komeet 67P. Eind 2022 bleek uit analyses van Rosetta’s metingen dat de stofdeeltjes van die komeet onverwacht veel ammoniumwaterstofsulfide bevatten, een zout waar onder meer zwavel in zit.

Astronomen vermoeden dat kometen veel ijzig materiaal bevatten dat stamt uit de tijd dat ons zonnestelsel zich vormde. De onderzoekers van deze nieuwe studie vroegen zich daarom af of het missende zwavelgas in gebieden waar momenteel sterren worden gevormd misschien ook ligt opgeslagen als zwavelzout in ijzige stofdeeltjes.

Missend zwavelgas is terecht

Om dat te onderzoeken, simuleerden ze de kosmische omstandigheden in het lab. In de machine die ze daarvoor gebruikten was het bijvoorbeeld extreem koud, zweefde er stofdeeltjes rond en waren er relatief weinig moleculen die met elkaar konden reageren. Vervolgens introduceerden de onderzoekers vluchtige zwavelverbindingen in het systeem.

De experimenten lieten zien dat vluchtig NH₃ (ammoniak, bekend van schoonmaakmiddelen) en vluchtig H₂S (waterstofsulfide, de geur van rottende eieren) snel reageren tot NH₄SH (ammoniumwaterstofsulfide) als ze bij elkaar komen in het ijs rond stofdeeltjes. Volgens de onderzoekers duidt dit erop dat een deel van de vluchtige zwavel in stervormingsgebieden inderdaad net als bij komeet 67P verandert in zwavelzout en wordt opgeslagen in kosmisch stof. Daarmee is een deel van het missende zwavelgas terecht.

Tweede mysterie

Deze ontdekking lost ook meteen een ander mysterie op. De intensiteit van bepaalde golflengtes in het infraroodlicht van stervormingsgebieden is opvallend laag. Deze zogenoemde absorptiedip is meerdere keren waargenomen, waaronder door de James Webb-ruimtetelescoop. Maar er was nog geen overtuigende verklaring voor.

Tot nu, want volgens de Leidse onderzoekers blijkt uit hun experimenten dat zwavelzout precies die golflengtes absorbeert en deze dip dus zou kunnen veroorzaken. Aan de hand van de intensiteit van de absorptiedip berekenden ze vervolgens dat ongeveer 20 procent van de missende zwavel zich in de vorm van zwavelzout op ijzige stofdeeltjes kan bevinden.

In de toekomst willen de onderzoekers waarnemingen doen met de James Webb-ruimtetelscoop zodat ze de theorie van de absorptiedip kunnen bevestigen. Ook hopen ze de overige 80 procent van de missende zwavel te vinden.

Bronnen: Astronomy & Astrophysics, Astronomie.nl

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!