60 , une molécule de carbone en forme de ballon de football, mais un qui a un proton supplémentaire qui lui est attaché. C'est la conclusion d'une recherche menée à l'Université Radboud, qui a réussi pour la première fois à mesurer le spectre d'absorption de cette molécule. Une telle connaissance pourrait finalement nous aider à en savoir plus sur la formation des planètes. Les chercheurs publieront leurs résultats le 25 novembre dans Astronomie de la nature .
"Presque toutes les propriétés de l'emblématique C 60 molécule, également appelée ballon de football moléculaire, Buckminsterfullerene ou buckyball—qui peut être mesuré, a été mesuré, " dit Jos Oomens, professeur de structure et dynamique moléculaires à l'Université Radboud. Toutefois, lui et ses collègues ont réussi à mesurer quelque chose de nouveau :le spectre d'absorption de la molécule sous sa forme protonée, C 60 H
+
.
« Ce faisant, nous montrons qu'il est probablement abondant dans les nuages interstellaires, tandis que nous démontrons également un exemple classique du rôle de la symétrie en physique moléculaire", explique Oomens.
Le football carbone dans l'espace
Lorsque l'astronome Harry Kroto a découvert C 60 en 1985, il a prédit que, en raison de sa grande stabilité, cette nouvelle forme de carbone serait largement répandue dans l'espace. C 60 se compose de 60 atomes de carbone sous la forme d'un ballon de football, et a la symétrie la plus élevée possible en physique moléculaire. Et en effet, au cours des dix dernières années, C 60 a été détecté dans de nombreux nuages interstellaires.
Il est important pour les astronomes de déterminer la composition chimique de ces nuages interstellaires, car c'est là que se forment de nouvelles étoiles et planètes, y compris notre propre système solaire. Plus nous en apprenons sur les molécules présentes dans ces nuages, plus nous pouvons découvrir comment notre propre planète s'est formée. C 60 est l'une des molécules les plus complexes identifiées à ce jour dans ces nuages.
Kroto a également prédit que non C 60 , mais la version protonée de la molécule, serait le plus répandu dans l'espace. Maintenant, les chercheurs ont montré pour la première fois que cela pourrait en fait être le cas. "Lorsque nous avons comparé les spectres infrarouges émis par les nuages interstellaires avec notre spectre infrarouge pour le C protoné 60 , nous avons trouvé un match très serré", explique Oomens.
Changement de couleur dû à la perte de symétrie
C protoné 60 a un proton (H
+
) attaché à l'extérieur du ballon de football, ce qui signifie que la molécule perd sa parfaite symétrie. « Nos recherches montrent que, par conséquent, C protoné 60 absorbe beaucoup plus de couleurs de lumière que le C « normal » 60 . En réalité, on pourrait dire que C 60 H
+
a une couleur très différente par rapport au C 60 molécule, bien que ce soit dans le spectre infrarouge. C'est un effet bien connu en physique moléculaire, et est magnifiquement démontré dans le nouveau spectre."
C'est la première fois que des chercheurs réussissent à mesurer le spectre d'absorption de la lumière du C protoné. 60 . En raison de la charge sur les molécules, ils se repoussent, et cela rend difficile l'obtention d'une densité suffisamment élevée pour obtenir un spectre d'absorption. « Nous avons trouvé un moyen de contourner ce problème grâce au laser à électrons libres du laboratoire FELIX. En associant le laser FELIX à un spectromètre de masse, C 60 H
+
se désintègre et nous pouvons détecter les ions fragmentés plutôt que de mesurer le spectre d'absorption directe."
