Недавние эксперименты, проведенные командой японских исследователей, раскрыли значительные сведения о поведении твердого диоксида серы (SO2) в межзвёздной среде. Исследование, опубликованное 15 ноября 2024 года, указывает на то, что SO2 может реагировать с атомами водорода в аморфной твердой воде (ASW) при низких температурах.
В ходе экспериментов было установлено, что примерно 80% осажденного SO2 теряется из субстрата после всего 40 минут воздействия атомов водорода при температурах от 10 до 40 K. Даже при 60 K около 50% SO2 было потеряно, хотя на тот момент не были обнаружены окончательные продукты реакции.
Квантово-химические расчеты показали, что атомы водорода предпочитают соединяться с атомом серы в твердом SO2, что приводит к образованию радикала HSO2. Последующие реакции с HSO2 привели к образованию различных серосодержащих видов, включая HS(O)OH, радикал S(O)OH, HO-S-OH, HS-OH и сероводород (H2S).
В экспериментах по кодепозиции, комбинирующих водород и SO2, была подтверждена формация H2S, HS(O)OH и/или HO-S-OH. Однако выходы этих серосодержащих видов были недостаточны, чтобы объяснить общий потерю исходного реагента SO2, что указывает на то, что некоторые продукты могли десорбироваться в газовую фазу после их образования.
Это исследование указывает на то, что часть SO2 в ледяных мантиях может оставаться не реагирующей и избегать водородирования, в то время как остальная часть превращается в другие виды, некоторые из которых подвержены химической десорбции. Эти результаты могут иметь последствия для понимания химических процессов в межзвёздной среде и могут информировать будущие исследования по формированию сложных органических молекул в космосе.