天文学者たちは、2つの連星系からのX線を使用して、星間物質中の硫黄を検出しました。 これは、硫黄の気体および固体相の直接測定が初めてであり、X線スペクトロスコピーのユニークな能力を持つXRISM（「クリズム」と発音）の主要な方法によって実現されました。
「硫黄は、地球上の私たちの体の細胞が機能する上で重要ですが、宇宙でどこにあるのかについてはまだ多くの疑問があります」と、ミシガン大学アナーバー校の助教授リャ・コラレスは述べています。
「硫黄は気体と固体の間で簡単に変化します。 XRISM宇宙船は、両方の形態を見つけ、どこに隠れているかを知るために必要な分解能と感度を提供します。」
これらの結果に関する論文が、コラレスの主導で、東京天文学会の出版物に6月27日に発表されました。
研究者たちは、紫外線を用いて星間物質の間に気体の硫黄を発見しました。 星と惑星が誕生する分子雲のような星間物質の密な部分では、この形態の硫黄はすぐに消失します。
科学者たちは、硫黄が氷と結合するか、他の元素と混ざることで固体に凝縮すると考えています。
地球上で医師がX線を実施する際、患者をX線源と検出器の間に配置します。 骨と組織は、患者の体を通過する際に異なる量の光を吸収し、検出器にコントラストを生じさせます。
硫黄を研究するために、コラレスと彼女のチームは似たような方法を取りました。
彼らは、すべてのX線が変わらずに通過するほど薄すぎず、すべてが吸収されるほど密ではない、適切な密度の星間物質の一部を選びました。
その後、彼らはその部分の後ろにある明るいX線源を選択しました。それは、南の星座スコーピウスに位置するGX 340+0という連星系で、35,000光年離れた場所にあります。
XRISMのResolve装置を使用することで、科学者たちはGX 340+0のX線のエネルギーを測定し、硫黄が気体としてだけでなく、鉄と混ざり合った固体としても存在することを確認しました。
「星間物質のような環境における化学反応は、私たちが地球で行うものとは非常に異なりますが、硫黄が鉄と結合しているモデルを作成したところ、XRISMで見られるものと一致するようです」と、オランダ宇宙研究機構およびアムステルダム大学の上級天文学者エリサ・コスタンティーニは述べました。
「私たちの研究室は、数年にわたり天文学データと比較するためのさまざまな元素のモデルを作成してきました。 このキャンペーンは継続中で、XRISMデータと比較する新しい硫黄測定結果をすぐに得る予定です。」
鉄-硫黄化合物はしばしば隕石の中に見られ、科学者たちは、硫黄が分子雲から固体化し、宇宙を旅する一つの方法かもしれないと考えてきました。
彼らの論文では、コラレスと彼女のチームは、XRISMの観測に一致するいくつかの化合物を提案しています。
ピリット、トロイライト、そして時には愚者の金と呼ばれる黄鉄鉱です。 さらに、研究者たちは、彼らの発見を確認するのに役立つもう1つのX線連星系4U 1630-472からの測定も利用しました。
「NASAのチャンドラX線観測所は以前に硫黄を研究しましたが、XRISMの測定はこれまでで最も詳細です」と、NASAのゴダード宇宙飛行センターのXRISMプロジェクト科学者ブライアン・ウィリアムズは述べています。
「GX 340+0は、私たちから銀河の反対側にあるため、XRISMのX線観測は、私たちの銀河の広い部分における硫黄のユニークな探査です。 私たちが呼ぶ銀河について学ぶことはまだたくさんあります。」
XRISMは、JAXA（宇宙航空研究開発機構）が主導し、NASAとの共同作業のもと、ESA（欧州宇宙機関）からの貢献も受けています。 NASAとJAXAは、ミッションのマイクロカロリメータースペクトロメーターResolveを開発しました。
画像の出所：sciencedaily