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带有质子的碳足球可能是太空中最丰富的形式

它是空间中最常见的碳形式之一:C 60,一种足球状的碳分子,但其上附加有一个额外的质子。这是在拉德布德大学进行的研究的结论,该研究首次成功地测量了该分子的吸收光谱。这些知识最终可以帮助我们更多地了解行星的形成。研究人员将于11月25日在《自然天文学》上发表他们的发现。

Radboud大学分子结构与动力学教授Jos Oomens说:“几乎可以测量的标志性C 60分子的每个特性(也称为分子足球,Buckminsterfullerene或buckyball)都已被测量。” 即便如此,他和他的同事还是设法测量了一些新的东西:质子化形式的分子C 60 H +的吸收光谱。

Oomens解释说:“这样做,我们证明它可能在星际云中很丰富,同时我们也演示了对称性在分子物理学中的作用的教科书示例。”

太空碳足球

天文学家哈里·克罗托(Harry Kroto)于1985年发现C 60时,他预测,由于其高稳定性,这种新形式的碳将在太空中广泛传播。C 60由足球形式的60个碳原子组成,并且在分子物理学中具有最高的对称性。实际上,在过去十年中,在许多星际云中都检测到了C 60。

对天文学家来说,确定此类星际云的化学组成很重要,因为这是形成新恒星和行星的地方,包括我们自己的太阳系。我们对这些云中存在的分子了解得越多,就越能发现我们自己的星球是如何形成的。C 60是迄今为止在这些云中鉴定出的最复杂的分子之一。

克罗托还预测说,不是C 60而是分子的质子化形式在空间中将是最普遍的。现在,研究人员首次证明了事实确实如此。Oomens解释说:“当我们比较星际云发射的红外光谱和质子化C 60的红外光谱时,我们发现非常接近。”

由于对称损失而导致的颜色变化

质子化的C 60具有附着在足球外侧的质子(H +),这意味着该分子失去了完美的对称性。“我们的研究显示,作为一个结果,质子Ç 60吸收更多的颜色的光比‘正常’C 60。事实上,你可以说C 60 H ^ +具有非常不同的颜色与C比60的分子,虽然这是在红外光谱中。这是分子物理学中众所周知的效果,并且在新光谱中得到了很好的证明。”

这是研究人员首次成功测量质子化C 60的光吸收光谱。由于分子上的电荷,它们彼此排斥,这使得难以获得足够高的密度来获得吸收光谱。“我们在FELIX实验室找到了一种使用自由电子激光器解决此问题的方法。通过将FELIX激光器与质谱仪结合,C 60 H +会分解,我们可以检测碎片离子,而无需测量直接吸收光谱。 ”

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