È una delle forme più comuni di carbonio nello spazio:C ₆₀ , una molecola di carbonio a forma di pallone da calcio, ma uno che ha un protone in più attaccato ad esso. Questa è la conclusione di una ricerca condotta presso la Radboud University, che è riuscito per la prima volta a misurare lo spettro di assorbimento di questa molecola. Tale conoscenza potrebbe in definitiva aiutarci a saperne di più sulla formazione dei pianeti. I ricercatori pubblicheranno i loro risultati il ​​25 novembre in Astronomia della natura .

"Quasi ogni proprietà dell'iconico C ₆₀ molecola, chiamata anche pallone da calcio molecolare, Buckminsterfullerene o buckyball, che può essere misurato, è stato misurato, "dice Jos Oomens, professore di Struttura Molecolare e Dinamica alla Radboud University. Comunque, lui e i suoi colleghi sono riusciti a misurare qualcosa di nuovo:lo spettro di assorbimento della molecola nella sua forma protonata, C ₆₀ h ⁺ .

"Così facendo, mostriamo che è probabilmente abbondante nelle nuvole interstellari, mentre dimostriamo anche un esempio da manuale del ruolo della simmetria nella fisica molecolare", spiega Oomens.

Calcio in carbonio nello spazio

Quando l'astronomo Harry Kroto scoprì C ₆₀ nel 1985, ha predetto che, grazie alla sua elevata stabilità, questa nuova forma di carbonio sarebbe diffusa nello spazio. C ₆₀ è costituito da 60 atomi di carbonio a forma di pallone da calcio, e ha la più alta simmetria possibile nella fisica molecolare. E senza dubbio, negli ultimi dieci anni, C ₆₀ è stato rilevato in molte nubi interstellari.

È importante per gli astronomi determinare la composizione chimica di tali nubi interstellari, perché è qui che si formano nuove stelle e pianeti, compreso il nostro sistema solare. Più apprendiamo sulle molecole presenti in queste nuvole, più possiamo scoprire come si è formato il nostro pianeta. C ₆₀ è una delle molecole più complesse identificate finora in queste nuvole.

Kroto predisse anche che non C ₆₀ , ma la versione protonata della molecola, sarebbe il più diffuso nello spazio. Ora i ricercatori hanno dimostrato per la prima volta che potrebbe effettivamente essere così. "Quando abbiamo confrontato gli spettri infrarossi emessi dalle nuvole interstellari con il nostro spettro infrarosso per C . protonato ₆₀ , abbiamo trovato una corrispondenza molto stretta", spiega Oomens.

Cambiamento di colore dovuto alla perdita di simmetria

C . protonato ₆₀ ha un protone (H ⁺ ) attaccato all'esterno del pallone, il che significa che la molecola perde la sua perfetta simmetria. "La nostra ricerca mostra che, di conseguenza, protonato C ₆₀ assorbe molti più colori di luce rispetto al "normale" C ₆₀ . Infatti, potresti dire che C ₆₀ h ⁺ ha un colore molto diverso rispetto al C ₆₀ molecola, anche se questo è nello spettro infrarosso. Questo è un effetto ben noto nella fisica molecolare, ed è splendidamente dimostrato nel nuovo spettro."

Questa è la prima volta che i ricercatori hanno misurato con successo lo spettro di assorbimento della luce del C . protonato ₆₀ . A causa della carica sulle molecole, si respingono a vicenda, e questo rende difficile ottenere una densità sufficientemente elevata per ottenere uno spettro di assorbimento. "Abbiamo trovato un modo per aggirare questo problema utilizzando il laser a elettroni liberi presso il laboratorio FELIX. Combinando il laser FELIX con uno spettrometro di massa, C ₆₀ h ⁺ si disintegra e possiamo rilevare gli ioni frammentati invece di misurare lo spettro di assorbimento diretto".