A kén olyan alapvető elem, amely minden ismert életformában megtalálható. Ezért az asztrokémiai és asztrobiológiai kutatások egyre inkább törekednek a kéntartalmú molekulák űrbéli körülmények közti keletkezéséhez és roncsolódásához vezető körülmények megértésére. Az egyik lehetséges keletkezési mechanizmus a Napszélben és az óriásbolygók magnetoszférájában is jelen lévő reaktív kén ionok implantálódása (beágyazódása) a külső Naprendszer jeges holdjain, üstökösökön, vagy a Kuiper-öv jeges objektumain található jegekbe. Az implantálódás folyamata során elektromosan semlegesítődő kénionok a jeget alkotó molekulák sokaságával képesek reakcióba lépni. Ezen reakciók során új molekulák, (akár összetett) ionok és szabad gyökök is létrejöhetnek. Az egyszerűbb két- ill. háromatomos molekulák mellett, így akár összetett szerves molekulák is keletkezhetnek.
Ebben a közleményben azokról az eredményeinkről számolunk be, melyeket a 290-400 keV bombázóion-energiatartományba eső reaktív kénionoknak O2, CO és CO2 jegekbe történő implantálása során értünk el. A jegeket olyan körülmények (hőmérséklet, nyomás, besugárzási dózis és jégkészítési körülmények) között alakítottuk ki és sugároztuk be, melyek a külső Naprendszer jeges régióiban jellemzőek; ilyen régió a Kuiper-öv. Ezek a kísérletek azért fontosak, mert korábbi asztrokémiai kutatások leginkább a Jupiter Galilei-holdjainak rendszerére jellemző körülmények között vizsgálták a kén implantálódásának folyamatát. A Galilei-holdak régiójában a fizikai-kémiai környezet nagymértékben különbözik attól, ami a Kuiper-övben megfigyelhető. Így jelenlegi eredményeink egy újabb lépést jelentenek annak megértésében, hogy a kén jelenléte milyen szerepet játszik a sugárzás hatására végbemenő kémiai változásokban.
Eredményeink azt mutatják, hogy az O2 jégbe implantált kén ionok hatékonyan hoznak létre SO2 molekulákat. Számszerűsítve, minden implantált kénionra átlagosan 0.47±0.01 kén-dioxid molekula keletkezése jut. Ebből arra következtetünk, hogy a külső-Naprendszer oxigéndús jegeiben nem elhanyagolható az SO2 keletkezése. Ugyanakkor meg kell jegyeznünk, hogy egyéb sugárzástípusok és hőmérsékleti hatások miatt (főként víz és ózon közvetlen környezetében) végbemenő kémiai reakciók a keletkező SO2 molekulák számát jelentősen csökkenthetik. Nem tudtuk megfigyelni kéntartalmú molekulák keletkezését CO jég besugárzása során. Ilyenkor a kéntartalmú molekulák helyett szénben gazdag molekulák (CO2 és CO3 molekulák, kumulén-oxidok [három vagy több szomszédos C-C kétszeres kötést tartalmaznak], szén-oxid típusú gyökök) jöttek létre. Ha az egyszerű kéntartalmú molekulák keletkezésének látszólagos hiányát a sugárzás gerjesztette bőséges szénkémiával együtt tekintjük, akkor feltételezhetjük, hogy a „hiányzó” kén a nagyon kis mennyiségben keletkezett komplex szerves molekulákba épülhetett be. További fontos eredményünk, hogy a Kuiper-övi körülmények közt szén-dioxid jégbe implantált kénionok csak kis mennyiségű SO2 keletkezését okozták. A kísérletek során nyilvánvalóvá vált számunkra, hogy a kénionok implantálódása CO2 jégbe nem hatékony módja a kén-dioxid molekulák keletkezésének. Ezt a kísérletet a Galilei-holdrendszer szempontjából releváns magasabb hőmérsékleten is elvégeztük, és azt tapasztaltuk, hogy ilyen körülmények között a kénionok CO2 jégbe történő implantálása egyáltalán nem eredményezi kén-dioxid molekulák létrejöttét.
Ezzel rámutattunk, hogy a kénionok molekuláris jégbe történő implantálása, a Naprendszer különböző régióinak megfelelő körülmények közt, régiónként jelentősen eltérő kémiai folyamatokhoz vezet.