EL AZUFRE QUE FALTA EN EL ESPACIO PODRÍA ESTAR PEGADO AL POLVO

Si se cuenta el azufre del universo, se obtienen unos 1,2 átomos por cada 100 000 átomos de hidrógeno. Sin embargo, en las nubes moleculares, las guarderías frías y densas de las estrellas, las moléculas con azufre que detectan los telescopios suman menos del 5 % de ese total. Este viejo enigma se conoce como el problema del «azufre perdido».

La mayoría de los astroquímicos sospecha que el resto está retenido en forma sólida sobre los granos de polvo. Entre los candidatos figuran sulfuros de hierro y de magnesio —hallados en meteoritos y en muestras traídas de los asteroides Ryugu y Bennu—, sales o formas de azufre puro como el S₈, casi imposibles de ver a distancia. La vía de manual, en la que el azufre se convierte en sulfuro de hidrógeno sobre los granos, choca con las observaciones: el sulfuro de hidrógeno sólido es escaso. Los cálculos predecían que los átomos de azufre deberían unirse con fuerza al polvo de silicato. Nadie lo había comprobado en el laboratorio con cantidades realistas, minúsculas.

Observar átomos aislados sobre polvo frío

Ni-En Sie y sus colegas de la Universidad de Hokkaido, con socios de la Universidad de Hiroshima, el CSIC en Madrid y el RIKEN, trabajaron en una cámara de ultra alto vacío con una superficie enfriada a 10 kelvin. La superficie estaba recubierta con una película de 500 nanómetros de silicato de magnesio amorfo, que hace las veces de polvo interestelar, a veces cubierta con una capa de hielo de agua.

Depositaron una cantidad ínfima de sulfuro de hidrógeno —una cuarta parte del uno por ciento de una sola capa molecular— y la descompusieron con un láser ultravioleta para dejar átomos de azufre desnudos. Después entró en juego la herramienta clave: un pulso láser arranca suavemente átomos de la superficie y un segundo pulso ioniza solo el azufre, de modo que el equipo puede contar directamente los átomos de azufre presentes en la superficie, tal como están. Los experimentos anteriores no podían hacerlo.

Átomos que se niegan a irse

Cada muestra se calentó hasta 180 kelvin, temperatura a la que todo el hielo de agua se ha evaporado, y se contaron los átomos restantes.

• Sobre silicato desnudo, la mitad de los átomos de azufre permaneció (proporción de 0,50 ± 0,13). Su señal se mantuvo luego constante en sucesivos calentamientos hasta temperatura ambiente: el azufre está unido químicamente al silicato, no simplemente posado sobre él.
• Algunos átomos se unieron formando moléculas de S₂ al calentarse la superficie: la primera prueba experimental de que se forman agregados de azufre sobre silicato incluso a partir de un puñado de átomos.
• El azufre apenas se evapora por sí solo; lo que se pierde se va sobre todo junto con el agua cuando el hielo se sublima.
• Los átomos depositados sobre el hielo desaparecieron de la señal de superficie hacia los 150 kelvin y reaparecieron a 160 kelvin cuando el agua se fue: se habían abierto paso a través del hielo y se habían aferrado al silicato de debajo.

Izquierda: los átomos de azufre sobre silicato cubierto de hielo desaparecen de la señal de superficie hacia 150 K y vuelven a 160 K, cuando el hielo se va. Derecha: gases liberados al calentar una muestra irradiada con UV. — Figura 6, Sie et al. (2026), arXiv:2609.37663.

Los cálculos de química cuántica dan una energía de enlace de unos 9700 kelvin para un átomo de azufre sobre un sitio de magnesio de un grano de silicato, y sugieren que convertir ese azufre en sulfuro de hidrógeno sobre el grano es desfavorable.

Un depósito oculto y una prueba

El equipo introdujo después estos resultados en un modelo de una nube tenue que se convierte en una nube densa. Los iones de azufre se neutralizan y se adhieren a los granos en unos pocos cientos de años. Antes de que el hielo cubra los granos, entre el 10 y el 20 % de todo el azufre acaba unido químicamente a ellos: de dos a cuatro veces más azufre atrapado en los granos de lo que se contabilizaba hasta ahora. Una vez unido, permanece invisible incluso cuando el hielo ha desaparecido.

El modelo supone que todos los granos son de silicato, y sus cifras dependen de propiedades de superficie mal conocidas. Pero hace una predicción comprobable: allí donde las ondas de choque calientan el polvo con suficiente intensidad, este azufre oculto debería liberarse, algo que los autores proponen buscar con el telescopio espacial James Webb.