Utilizzando il telescopio spaziale XRISM, un team internazionale di astronomi ha ottenuto la prima misura diretta dello zolfo nel mezzo interstellare della nostra galassia, osservandone contemporaneamente le fasi gassosa e solida. I risultati, pubblicati sulla rivista Publications of the Astronomical Society of Japan, rappresentano un importante passo avanti nello studio della chimica galattica.
Lo zolfo è un elemento chiave per la vita sulla Terra, ma la sua distribuzione nel cosmo è ancora poco conosciuta. Sappiamo che esiste nello spazio tra le stelle sotto forma di gas, ma nelle regioni più dense, come le nubi molecolari in cui si formano stelle e pianeti, la sua presenza in fase gassosa diminuisce drasticamente. Finora si ipotizzava che lo zolfo potesse solidificarsi, legandosi ad altri elementi o al ghiaccio, ma mancavano osservazioni dirette per confermarlo.
Un esperimento naturale nel mezzo interstellare
XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission), guidato dall’Agenzia Spaziale Giapponese JAXA in collaborazione con la NASA e della CSA, con contributo dell’ESA, ha utilizzato la spettroscopia a raggi X per misurare la presenza di zolfo lungo la linea di vista verso due sistemi binari X della nostra galassia.
Il primo, GX 340+0, si trova a oltre 35 000 anni luce nella costellazione dello Scorpione. L’osservazione è stata effettuata con lo strumento Resolve, il microcalorimetro a bordo di XRISM. Analizzando l’assorbimento degli X nelle energie corrispondenti allo zolfo, i ricercatori hanno rilevato firme compatibili sia con lo zolfo gassoso che con quello solido.
L’analisi ha richiesto una precisa selezione della porzione di mezzo interstellare da attraversare. Doveva essere sufficientemente densa da produrre un assorbimento rilevabile, ma non tanto da oscurare del tutto la sorgente X posta dietro di essa. In questo caso, il team ha scelto GX 340+0 come sorgente di fondo, la cui emissione X ha attraversato il mezzo interstellare, permettendo di osservare l’assorbimento prodotto dallo zolfo.
I dati raccolti indicano la presenza di zolfo in forma solida, probabilmente combinato con ferro. Tra i composti ipotizzati ci sono pirrotina, troilite e pirite. Tutti materiali comuni nei meteoriti, che potrebbero quindi essere un veicolo di trasporto dello zolfo attraverso le regioni galattiche. A supporto di questi risultati, sono stati analizzati anche i dati di una seconda sorgente binaria, 4U 1630–472, che ha mostrato caratteristiche simili.
Nuove prospettive per la chimica galattica
La capacità di XRISM di distinguere le diverse fasi dello zolfo è un’innovazione rispetto agli strumenti precedenti. Mentre osservazioni ultraviolette e a infrarossi avevano già individuato zolfo gassoso, la rilevazione simultanea delle fasi gassosa e solida attraverso la spettroscopia X rappresenta una novità importante. Questo apre nuove possibilità per lo studio della chimica del mezzo interstellare e, in prospettiva, per la comprensione dei meccanismi di formazione planetaria e dell’origine degli elementi essenziali alla vita.
I modelli teorici sviluppati in laboratorio, in particolare dallo Space Research Organization dei Paesi Bassi, sono stati confrontati con i dati di XRISM per identificare le possibili combinazioni chimiche osservate. Questa collaborazione tra teoria e osservazione ha permesso di ottenere risultati dettagliati, che potranno essere ulteriormente raffinati con nuove osservazioni future.
L’esperimento dimostra come il mezzo interstellare possa diventare un laboratorio naturale per studiare processi chimici difficilmente riproducibili sulla Terra. I dati di XRISM contribuiranno nei prossimi anni a una mappatura più precisa della composizione chimica della nostra galassia, aprendo una nuova finestra sulla storia evolutiva della Via Lattea.
