Rentgenová družice odhalila chybějící síru v Mléčné dráze

Mimořádná rentgenová studie odhaluje, jak se síra mění a formuje ve vesmíru, a nabízí nový pohled na skrytou chemii Mléčné dráhy. Mezinárodní tým vědců provedl průlomové měření elementární síry rozložené ve vesmíru s využitím pozorování z rentgenové družice XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission), kterou vede Japonsko.

Analýzou rentgenového záření vyzařovaného ze dvou dvojhvězdných systémů byli astronomové schopni detekovat síru v mezihvězdném prostředí – směsi plynu a prachu, která vyplňuje prostor mezi hvězdami. Jedná se o první případ, kdy byla síra přímo pozorována v plynné i pevné formě. Objev byl umožněn díky základní technologii družice XRISM – rentgenové spektroskopii – která umožňuje vědcům studovat vesmír ve výjimečných detailech.

„Síra je důležitá pro fungování buněk v našich tělech zde na Zemi, ale stále máme mnoho otázek ohledně toho, kde se ve vesmíru nachází,“ řekla Lía Corralesová, odborná asistentka astronomie na Michiganské univerzitě v Ann Arboru. „Síra se může snadno změnit z plynného skupenství na pevné a naopak. Družice XRISM poskytuje rozlišení a citlivost, které potřebujeme k jejímu nalezení v obou formách a k tomu, abychom se dozvěděli více o tom, kde by se mohla skrývat.“

Článek o těchto pozorováních, vedený Corralesovou, byl publikován 27. června 2025 v publikacích Japonské astronomické společnosti.

Kam se síra vytrácí?
Pomocí ultrafialového světla vědci objevili plynnou síru v prostoru mezi hvězdami. V hustších částech mezihvězdného prostředí, jako jsou molekulární mračna, kde se rodí hvězdy a planety, tato forma síry rychle mizí. Vědci předpokládají, že síra kondenzuje do pevné látky, buď smícháním s ledem, nebo s jinými prvky.

Když lékař provádí rentgenové vyšetření zde na Zemi, umístí pacienta mezi zdroj rentgenového záření a detektor. Kost a tkáň absorbují různé množství světla, které prochází tělem pacienta, a vytvářejí tak kontrast v detektoru.

Pro studium síry udělali Corralesová a její tým něco podobného. Vybrali část mezihvězdného média se správnou hustotou – ne tak řídkou, aby jím prošlo veškeré rentgenové záření beze změny, ale také ne tak hustou, aby bylo veškeré absorbováno. Poté tým vybral jasný zdroj rentgenového záření za touto částí média, dvojhvězdný systém s názvem GX 340+0, který se nachází více než 35 000 světelných let daleko v jižním souhvězdí Štíra.

Pomocí přístroje Resolve na družici XRISM byli vědci schopni změřit energii rentgenového záření dvojhvězdy GX 340+0 a zjistili, že síra je přítomna nejen jako plyn, ale také jako pevná látka, pravděpodobně smíchaná s železem.

Mezihvězdní společníci síry
„Chemie v prostředích, jako je mezihvězdné médium, se velmi liší od čehokoliv, co můžeme dělat na Zemi, ale modelovali jsme síru v kombinaci se železem a zdá se, že to odpovídá tomu, co vidíme pomocí družice XRISM,“ uvedla spoluautorka studie Elisa Costantiniová, vedoucí astronomka z Nizozemské organizace pro výzkum vesmíru a Amsterdamské univerzity. „Naše laboratoř již léta vytváří modely pro různé prvky, které lze porovnat s astronomickými daty. Kampaň stále probíhá a brzy budeme mít nová měření síry, která budeme moci porovnat s daty z rentgenové družice XRISM a dozvědět se ještě více.“

Tento kompozitní snímek ukazuje část mezihvězdného prostředí, kde vědci provedli rentgenové snímkování síry pomocí japonské družice XRISM. Rentgenová dvojhvězda GX 340+0 je modrá tečka uprostřed. Kompozitní snímek obsahuje sérii snímků v rentgenovém (znázorněném tmavě modrou) a infračerveném záření a ve viditelném světle.

Sloučeniny železa a síry se často nacházejí v meteoritech, takže vědci si již dlouho mysleli, že by mohly být jedním ze způsobů, jakým síra tuhne z molekulárních oblaků a putuje vesmírem. Ve svém článku Corralesová a její tým navrhují několik sloučenin, které by odpovídaly pozorováním družice XRISM – pyrhotin, troilit a pyrit, který se někdy nazývá bláznovo zlato.

Výzkumníci také mohli použít měření z druhé rentgenové dvojhvězdy s názvem 4U 1630-472, která pomohla potvrdit jejich zjištění.

„Rentgenová observatoř Chandra se již dříve zabývala sírou, ale měření provedená pomocí XRISM jsou dosud nejpodrobnější,“ řekl Brian Williams, vědecký pracovník projektu XRISM v Goddardově vesmírném letovém středisku NASA v Greenbeltu v Marylandu. „Vzhledem k tomu, že GX 340+0 se nachází na druhé straně Galaxie od nás, jsou rentgenová pozorování pomocí XRISM jedinečnou sondou síry ve velké části Mléčné dráhy. O Galaxii, kterou nazýváme domovem, se toho stále tolik musíme dozvědět.“

Zdroj: https://scitechdaily.com/x-ray-spacecraft-uncovers-missing-sulfur-in-the-milky-way/ a https://svs.gsfc.nasa.gov/14868

autor: František Martinek