Химики раскрыли тайну исчезновения серы в космосе

Облака космической пыли и газа содержат множество строительных блоков для жизни, но сера в них загадочно редка. Одна из самых распространённых форм серы — S8, кольцо из атомов серы, образующее короноподобную структуру. Команда астрохимиков, включая исследователя из Университета Миссисипи, обнаружила, что эти «короны» могут указать учёным верное направление поисков. Графика: Джон МакКастион/University Marketing and Communications

Десятилетиями астрохимики искали атомы серы в космосе и с удивлением обнаруживали крайне мало этого элемента, который является ключевым ингредиентом для жизни. Новое исследование может объяснить, где она пряталась.

Международная команда учёных, включая Райана Фортенберри из Университета Миссисипи, Ральфа Кайзера из Гавайского университета и Самера Гозема из Университета Джорджии, опубликовала свои результаты в журнале Nature.

«Сероводород везде: он образуется на угольных электростанциях, влияет на кислотные дожди, меняет pH океанов и выделяется вулканами», — поясняет Фортенберри. «Понимание химии серы может привести к технологическим прорывам, но сначала нужны фундаментальные знания».

Сера — 10-й по распространённости элемент во Вселенной, критически важный для планет, звёзд и жизни. Недостаток молекулярной серы в космосе оставался загадкой годами.

«Наблюдаемое количество серы в плотных молекулярных облаках на три порядка меньше предсказанного», — отмечает Кайзер.

Ответ может скрываться в межзвёздном льду.

Серосодержащие молекулы, обнаруженные в межзвёздной среде. Источник: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-61259-2

В холодных регионах космоса сера может образовывать две стабильные формы: «короны» из восьми атомов серы (S8) и полисульфаны — цепи серных атомов, связанных водородом. Эти молекулы формируются на ледяных пылевых зёрнах, «запирая» серу в твёрдой форме.

«Телескопы вроде JWST фиксируют чёткие сигналы кислорода, углерода и азота, но с серой всё не так — её слишком мало, и мы не понимаем почему», — говорит Фортенберри. «Наша работа показывает, что сера, вероятно, скрывается в уже известных нам формах».

Исследование выявило, что богатые серой молекулы могут быть распространены в ледяных областях космоса, давая астрономам «карту» для решения головоломки. Проблема в том, что связи серы постоянно меняются, превращаясь из «корон» в цепи и другие формы.

«Это как вирус — он меняется при движении», — сравнивает Фортенберри.

Учёные определили стабильные конфигурации, которые теперь можно искать во Вселенной. По словам Кайзера, результаты помогут астрономам обнаружить полисульфаны с помощью радиотелескопов.

Подробнее: Ashanie Herath et al, Missing interstellar sulfur in inventories of polysulfanes and molecular octasulfur crowns, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-61259-2