Onderzoekers hebben aangetoond hoe een gas bij extreem lage temperatuur aan ijs ontsnapt, inzicht geven in stervorming in interstellaire wolken. Het mechanisme waarmee waterstofsulfide als gas vrijkomt in interstellaire moleculaire wolken is beschreven door wetenschappers in Japan en Duitsland, in het journaal Natuurastronomie . Het proces, bekend als chemische desorptie, efficiënter is dan eerder werd aangenomen, en dit heeft implicaties voor het begrip van stervorming in moleculaire wolken.

Moleculaire wolken zijn zeldzaam, maar zijn belangrijke regio's waar moleculen worden gevormd en evolueren. In de koudere, dichtere gebieden, en onder de juiste voorwaarden, sterren vormen. theoretisch, in moleculaire wolken bij temperaturen van 10 Kelvin, alle moleculen behalve waterstof en helium zouden in ijs op het oppervlak van stof moeten worden opgesloten, niet vrij rondzweven. Echter, observaties hebben aangetoond dat dit niet het geval is.

Begrijpen hoe moleculen vrijkomen uit stof bij lage temperaturen is cruciaal om uit te leggen hoe chemicaliën zich ontwikkelen in zulke koude wolken. Het oplossen van deeltjes uit ijs door ultraviolette straling, een proces genaamd fotodesorptie, is aangetoond dat het een rol speelt in sommige delen van de massieve wolken. Echter, dit zou inefficiënt zijn in het donker, dichtere gebieden waar sterren worden gevormd.

Onderzoekers hebben verondersteld dat chemische desorptie in die gebieden aan het werk is, het vrijgeven van deeltjes met behulp van overtollige energie van een chemische reactie. Het idee werd 50 jaar geleden voor het eerst voorgesteld, maar wetenschappers hadden tot nu toe geen bewijs van het proces geleverd. Het onderzoeksteam onder leiding van Yasuhiro Oba en Naoki Watanabe van de Hokkaido University in Japan, in samenwerking met de Universiteit van Stuttgart in Duitsland, voorwaarden scheppen om te onderzoeken.

Met behulp van een experimenteel systeem met amorf vast water van 10 Kelvin en waterstofsulfide (H2S), het team stelde de H2S bloot aan waterstof en volgde de reactie met infraroodabsorptiespectroscopie. Het experiment toonde aan dat de desorptie wordt veroorzaakt door waterstof die in wisselwerking staat met H2S en dat de reactie daarom een ​​chemische is. Ze waren in staat om desorptie na de reactie te kwantificeren, en ontdekte dat het een veel efficiënter proces was dan eerder werd ingeschat.

Dit werk is de eerste infrarood in-situ meting van chemische desorptie, en geeft gedetailleerde beschrijvingen tijdens reacties die essentieel zijn voor het begrijpen van de interstellaire zwavelchemie. "Interstellaire chemie is van groot belang om de vorming van sterren te begrijpen, evenals water, methanol en mogelijk tot meer complexe moleculaire soorten, ", zegt Watanabe. Een belangrijke stap voorwaarts op het gebied van astronomie en scheikunde, de experimentele opstelling kan nu worden gebruikt om in de toekomst andere moleculen te onderzoeken.