Углеродный мяч с протоном — самая распространенная форма в космосе

Углеродный мяч с протоном — самая распространенная форма в космосе

Это одна из самых распространенных форм углерода в космосе: C60, молекула углерода в форме футбольного мяча, но с дополнительным протоном, прикрепленным к ней. Такой вывод сделан из исследования, проведенного в Университете Радбуда, в котором впервые провели измерения спектра поглощения этой молекулы. Эти знания могли бы в конечном счете помочь нам узнать больше о формировании планет. Свои выводы исследователи опубликовали 25 ноября в журнале Nature Astronomy.

«Почти каждое свойство знаковой молекулы C60 — также называемой молекулярным футбольным мячом, бакминстерфуллереном или бакиболом — которое можно измерить, было измерено», — говорит Джос Ооменс, профессор молекулярных структур и динамики в Университете Радбуда. Тем не менее, ему и его коллегам удалось измерить нечто новое: спектр поглощения молекулы в ее протонированной форме, C60H+.

«При этом мы показываем, что она, вероятно, в изобилии присутствует в межзвездных облаках, в то время как мы также демонстрируем хрестоматийный пример роли симметрии в молекулярной физике», — объясняет Ооменс.

Углеродный футбол в космосе

Когда астроном Гарри Крото открыл C60 в 1985 году, он предсказал, что благодаря своей высокой стабильности эта новая форма углерода будет широко распространена в космосе. C60 состоит из 60 атомов углерода в форме футбольного мяча и обладает максимально возможной симметрией в молекулярной физике. И действительно, за последние десять лет С60 был обнаружен во многих межзвездных облаках.

Для астрономов важно определить химический состав таких межзвездных облаков, ведь именно здесь формируются новые звезды и планеты, в том числе и наша собственная Солнечная система. Чем больше мы узнаем о молекулах, присутствующих в этих облаках, тем больше мы можем узнать о том, как была сформирована наша собственная планета. C60 является одной из самых сложных молекул, идентифицированных до сих пор в этих облаках.

Крото также предсказал, что не С60, а протонированная версия молекулы будет наиболее распространенной в космосе. Теперь исследователи впервые показали, что это действительно может быть так. «Когда мы сравнили инфракрасные спектры, испускаемые межзвездными облаками, с нашим инфракрасным спектром для протонированного C60, мы обнаружили очень близкое совпадение», — объясняет Ооменс.

Изменение цвета из-за потери симметрии

Протонированный C60 имеет протон (H+), прикрепленный к внешней стороне шара, что означает, что молекула теряет свою совершенную симметрию. «Наши исследования показывают, что в результате протонированный С60 поглощает гораздо больше цветов спектра, чем «нормальный» С60. На самом деле, вы можете сказать, что C60H+ имеет совершенно другой цвет по сравнению с молекулой C60, хотя это все находится в инфракрасном спектре. Это хорошо известный эффект в молекулярной физике, и он прекрасно продемонстрирован в новом спектре.»

Это первый случай, когда исследователи успешно измерили спектр поглощения света протонированного C60. Из-за заряда на молекулах они отталкиваются друг от друга, и это затрудняет получение достаточно высокой плотности для получения спектра поглощения. «Мы нашли способ обойти это с помощью лазера на свободных электронах в лаборатории Феликса. Путем совмещать лазер Феликса с массовым спектрометром, C60H+ дезинтегрирует и мы можем обнаружить разделенные ионы вернее чем измерять сразу спектр поглощения».

Самые свежие новости медицины на нашей странице в Вконтакте

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>