Jüngste Experimente eines japanischen Forscherteams haben bedeutende Einblicke in das Verhalten von festem Schwefeldioxid (SO2) im interstellaren Medium offenbart. Die am 15. November 2024 veröffentlichte Studie zeigt, dass SO2 bei niedrigen Temperaturen mit Wasserstoffatomen in amorphem festem Wasser (ASW) reagieren kann.
In den Experimenten wurde festgestellt, dass nach nur 40 Minuten Exposition gegenüber Wasserstoffatomen etwa 80 % des deponierten SO2 bei Temperaturen zwischen 10 und 40 K vom Substrat verloren gingen. Selbst bei 60 K ging etwa 50 % des SO2 verloren, obwohl zu diesem Zeitpunkt keine definitiven Reaktionsprodukte nachgewiesen werden konnten.
Quantentechnische Berechnungen ergaben, dass Wasserstoffatome bevorzugt an das Schwefelatom in festem SO2 binden, was zur Bildung des Radikals HSO2 führt. Nachfolgende Reaktionen mit HSO2 führten zur Bildung verschiedener schwefelhaltiger Spezies, darunter HS(O)OH, das Radikal S(O)OH, HO-S-OH, HS-OH und Schwefelwasserstoff (H2S).
In Ko-Abscheidungsversuchen, die Wasserstoff und SO2 kombinierten, wurde die Bildung von H2S, HS(O)OH und/oder HO-S-OH bestätigt. Die Ausbeuten dieser schwefelhaltigen Spezies waren jedoch unzureichend, um den Gesamtverlust des ursprünglichen SO2-Reaktanten zu erklären, was darauf hindeutet, dass einige Produkte nach der Bildung in die Gasphase desorbiert sein könnten.
Diese Forschung deutet darauf hin, dass ein Teil des SO2 in eisigen Mänteln unreaktiv bleiben und eine Wasserstoffierung vermeiden kann, während der Rest in andere Spezies umgewandelt wird, von denen einige chemischer Desorption unterliegen. Die Ergebnisse könnten Implikationen für das Verständnis chemischer Prozesse im interstellaren Medium haben und zukünftige Studien zur Bildung komplexer organischer Moleküle im Weltraum informieren.