Uma equipe internacional de pesquisadores, incluindo Ryan Fortenberry, um astroquímico da Universidade do Mississippi, Ralf Kaiser, professor de química na Universidade do Hawaii em Mānoa, e Samer Gozem, químico computacional da Georgia State University, publicou sua pesquisa na revista Nature Communications.

“O sulfeto de hidrogênio está por toda parte: é um subproduto de usinas de energia movidas a carvão, afeta a chuva ácida, muda os níveis de pH dos oceanos e é liberado por vulcões,” disse Fortenberry. “Se conseguirmos entender melhor o que a química do enxofre pode fazer, a comercialização tecnológica que pode surgir a partir disso só pode ser realizada com uma base de conhecimento fundamental.”

O enxofre é o décimo elemento mais abundante no universo e é considerado um elemento químico vital para planetas, estrelas e vida. A falta de enxofre molecular no espaço tem sido um mistério há anos.

“A quantidade observada de enxofre em nuvens moleculares densas é menor — em comparação com as abundâncias gasosas previstas — em três ordens de magnitude,” disse Kaiser.

A resposta pode estar no gelo interestelar.

Em regiões frias do espaço, o enxofre pode formar duas configurações distintas e estáveis: coroa de octassulfur, que é um grupo de oito átomos de enxofre configurados em coroas em forma de anéis, e polissulfanos, cadeias de átomos de enxofre que estão ligados por hidrogênio. Essas moléculas podem se formar em grãos de poeira gelada, aprisionando o enxofre em formas sólidas.

“Se você usar, por exemplo, o Telescópio Espacial James Webb, você obtém uma assinatura específica em comprimentos de onda específicos para oxigênio, carbono e nitrogênio, entre outros,” disse Fortenberry. “Mas quando você faz isso para o enxofre, está desajustado, e não sabemos por que não há enxofre molecular suficiente.”

“O que este trabalho mostra é que as formas mais comuns de enxofre que já conhecemos são provavelmente onde o enxofre está escondido.”

A pesquisa de Kaiser e Fortenberry mostrou que essas moléculas ricas em enxofre podem ser abundantes em regiões geladas do espaço interestelar, fornecendo aos astrônomos um possível mapa para resolver o mistério do enxofre.

“Simulações de laboratório de condições interestelares como este estudo descobrem possíveis inventários de moléculas que contêm enxofre que podem ser formadas em gelos interestelares,” disse Kaiser. “Os astrônomos podem então utilizar os resultados e procurar por essas moléculas de polissulfano no meio interestelar por meio de telescópios de rádio, uma vez sublimadas para a fase gasosa em regiões de formação de estrelas.”

A razão pela qual o enxofre tem sido tão difícil de encontrar é que as ligações que ele forma estão sempre mudando, indo de coroas para cadeias e uma variedade de outras formulações.

“Ele nunca mantém a mesma forma,” disse Fortenberry. “É como um vírus — enquanto se move, muda.”

O trabalho dos pesquisadores identifica possíveis configurações estáveis que os astrônomos podem procurar no universo.

“A coisa que eu adoro na astroquímica é que ela te força a fazer perguntas difíceis, e então te obriga a encontrar soluções criativas,” disse Fortenberry. “E essas perguntas difíceis e soluções criativas podem ter consequências positivas significativas e inesperadas.”