它是空間中最常見的碳形式之一：C60，一種足球狀的碳分子，但其上附加有一個額外的質(zhì)子。這是在拉德布德大學(xué)進(jìn)行的研究的結(jié)論，該研究首次成功地測量了該分子的吸收光譜。這些知識最終可以幫助我們更多地了解行星的形成。研究人員將于11月25日在《自然天文學(xué)》上發(fā)表他們的發(fā)現(xiàn)。

Radboud大學(xué)分子結(jié)構(gòu)與動力學(xué)教授Jos Oomens說：“幾乎可以測量的標(biāo)志性C60分子的每個特性(也稱為分子足球，Buckminsterfullerene或buckyball)都已被測量。”即便如此，他和他的同事還是設(shè)法測量了一些新的東西：質(zhì)子化形式的分子C60H+的吸收光譜。

Oomens解釋說：“這樣做，我們證明它可能在星際云中很豐富，同時我們也演示了對稱性在分子物理學(xué)中的作用的教科書示例。”

太空碳足球

天文學(xué)家哈里·克羅托(Harry Kroto)于1985年發(fā)現(xiàn)C60時，他預(yù)測，由于其高穩(wěn)定性，這種新形式的碳將在太空中廣泛傳播。C60由足球形式的60個碳原子組成，并且在分子物理學(xué)中具有最高的對稱性。實(shí)際上，在過去十年中，在許多星際云中都檢測到了C60。

對天文學(xué)家來說，確定此類星際云的化學(xué)組成很重要，因?yàn)檫@是形成新恒星和行星的地方，包括我們自己的太陽系。我們對這些云中存在的分子了解得越多，就越能發(fā)現(xiàn)我們自己的星球是如何形成的。C60是迄今為止在這些云中鑒定出的最復(fù)雜的分子之一。

克羅托還預(yù)測說，不是C60而是分子的質(zhì)子化形式在空間中將是最普遍的?，F(xiàn)在，研究人員首次證明了事實(shí)確實(shí)如此。Oomens解釋說：“當(dāng)我們比較星際云發(fā)射的紅外光譜和質(zhì)子化C60的紅外光譜時，我們發(fā)現(xiàn)非常接近。”

由于對稱損失而導(dǎo)致的顏色變化

質(zhì)子化的C60具有附著在足球外側(cè)的質(zhì)子(H+)，這意味著該分子失去了完美的對稱性。“我們的研究顯示，作為一個結(jié)果，質(zhì)子Ç60吸收更多的顏色的光比‘正常’C60。事實(shí)上，你可以說C60H ^+具有非常不同的顏色與C比60的分子，雖然這是在紅外光譜中。這是分子物理學(xué)中眾所周知的效果，并且在新光譜中得到了很好的證明。”

這是研究人員首次成功測量質(zhì)子化C60的光吸收光譜。由于分子上的電荷，它們彼此排斥，這使得難以獲得足夠高的密度來獲得吸收光譜。“我們在FELIX實(shí)驗(yàn)室找到了一種使用自由電子激光器解決此問題的方法。通過將FELIX激光器與質(zhì)譜儀結(jié)合，C60H+會分解，我們可以檢測碎片離子，而無需測量直接吸收光譜。 ”