Ανεξήγητη διαστημική ακτινοβολία μπορεί να προέρχεται από φουλερένια
Το μεγαλύτερο μέρος της γνώσης μας για τη σύνθεση του σύμπαντος προέρχεται από το γεγονός ότι τα μόρια εκπέμπουν και απορροφούν ακτινοβολία σε διακριτά μήκη κύματος. Ωστόσο, τα μόρια που σχετίζονται με ορισμένα μήκη κύματος δεν έχουν ακόμη εντοπιστεί – παρά τις δεκαετίες εργασίας, σε ορισμένες περιπτώσεις. Νέα έρευνα συνδέει μερικά από αυτά τα μυστηριώδη μήκη κύματος με το φουλερένιο ιόντα, που κάποτε θεωρούνταν καθαρά τεχνητά μόρια. Πιο εικαστική έρευνα συνδέει άλλες ανεξήγητες φασματικές γραμμές με σύμπλοκα φουλερενίου-μετάλλου. Αν ναι, αυτά θα αντιπροσωπεύουν τα μεγαλύτερα μόρια που έχουν βρεθεί ακόμη στο διάστημα.
Αφού εφευρέθηκε η φασματοσκοπία (η επιστήμη της ερμηνείας των ηλεκτρομαγνητικών φασμάτων), ήταν φυσικό να εφαρμοστεί στο φως του Ήλιου. Κατά τη διάρκεια της ηλιακής έκλειψης του 1868, αρκετοί αστρονόμοι παρατήρησαν ανεξάρτητα φασματικές γραμμές σε μήκη κύματος που δεν σχετίζονται με κανένα γνωστό στοιχείο. Η αναζήτηση μιας εξήγησης οδήγησε τους χημικούς να ανακαλύψουν ήλιο.
Τώρα είμαστε εξοικειωμένοι με τις φασματικές γραμμές όλων των στοιχείων που είναι πιθανό να εμφανιστούν στη φύση, συν αρκετά που υπάρχουν μόνο σε εργαστήρια. Ωστόσο, τα μόρια μπορούν να παράγουν φασματικές γραμμές διαφορετικές από τα μη συνδεδεμένα άτομα που τα αποτελούν. Το Astrophysical Journal περιέχει μια πιθανή εξήγηση για τις γραμμές που οι αστρονόμοι απέτυχαν να ταιριάξουν με ένα μόριο από τότε που παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά τη δεκαετία του 1970. Ιδιαίτερα μπερδεμένα ήταν αυτά στα 11,21, 16,40 και 20–21 μικρόμετρα, όλα στο μεσαίο υπέρυθρο και στην καρδιά της εμβέλειας του JWST. Οι περισσότερες εικασίες έχουν συσχετίσει αυτές τις γραμμές με απροσδιόριστους πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες (PAH).
Buckminsterfullerene C60 (συνήθως συντομεύεται σε buckyball ή φουλερένιο) είναι ένα σχεδόν σφαιρικό μόριο 60 ατόμων άνθρακα ενωμένα σε εξαγωνικούς δακτυλίους. Όταν εκτίθεται στο υπεριώδες φως, μπορεί να αποβάλει έναν αξιοσημείωτο αριθμό ηλεκτρονίων, με τα ιόντα που προκύπτουν να παραμένουν σταθερά.
Θεωρητική μοντελοποίηση που δημοσιεύθηκε προηγουμένως από τον Δρ SeyedAbdolreza Sadjadi και τον καθηγητή Quentin Parker του Πανεπιστημίου του Χονγκ Κονγκ προτείνει ότι τα φουλερένια πρέπει να είναι σταθερά στο διάστημα έως και 26+ (δηλαδή η απώλεια 26 ηλεκτρονίων), αν και οι πολύ φορτισμένες εκδόσεις αντιδρούν με το υδρογόνο όπου υπάρχει άφθονο. Κάθε ιόν έχει ελαφρώς διαφορετικές φασματικές γραμμές και το νέο έγγραφο των Sadjadi και Parker (και συν-συγγραφέων) προβλέπει αυτές που παράγονται από αυτά τα εξαιρετικά θετικά ιόντα φουλερενίου.
«Αυτή η εργασία δείχνει ότι οι υπογραφές υπέρυθρων εκπομπών από τέτοια είδη ταιριάζουν άριστα με μερικά από τα πιο σημαντικά μη αναγνωρισμένα χαρακτηριστικά εκπομπής υπέρυθρων που είναι γνωστά», είπε ο Parker σε μια δήλωση.
Λέγεται συχνά ότι ο Φουλερέν μοιάζει με το σχήμα ενός (ποδοσφαίρου) ποδοσφαίρου και ο Σαντιάντι σύγκριση προηγούμενη δουλειά του να? «Ρωτώντας πόσο αέρα μπορείτε να σπρώξετε έξω από μια μπάλα ποδοσφαίρου και η μπάλα εξακολουθεί να διατηρεί το σχήμα της».
Τα φασματικά μήκη κύματος μερικές φορές εξηγούνται μέσω μιας αναλογίας με νότες σε ένα πληκτρολόγιο πιάνου. Η νέα εφημερίδα, είπε ο Sajadi, επιδίωκε να? "Προσδιορίστε τις μοριακές δονητικές νότες μιας ουράνιας συμφωνίας, δηλαδή τα φασματικά χαρακτηριστικά που θα έπαιζαν/παρήγαγαν αυτά τα ιονισμένα buckyball."
Στη συνέχεια, οι συγγραφείς ταίριαξαν τα μήκη κύματος που είχαν εντοπίσει με ανεξήγητες φασματικές γραμμές που βρέθηκαν από πλανητικά νεφελώματα.
Τα σχετιζόμενα με το φουλερένιο μήκη κύματος 17,4 και 18,9μ m έχουν εντοπιστεί προηγουμένως σε πλανητικά νεφελώματα, οπότε γνωρίζουμε ότι παράγονται από αστέρια καθώς πεθαίνουν. Στην προεκτύπωση μιας αδημοσίευτης εργασίας ο Dr Gao-Lei Hou του KU Leuven, Βέλγιο προχωρά παραπέρα.
Ο Hou και οι συνεργάτες του παρήγαγαν σύμπλοκα φουλερενίων και κοινών μετάλλων όπως το λίθιο, το νάτριο και ο σίδηρος. Μέτρησαν τις φασματικές γραμμές τους, ταιριάζοντάς τες με άλλες που παρατηρήθηκαν σε πλανητικά νεφελώματα και προηγουμένως δεν ταιριάστηκαν με γνωστά μόρια. Σε αντίθεση με τα ίδια τα φουλερένια, αυτά τα συμπλέγματα buckyball-metal δεν ήταν προηγουμένως γνωστό ότι υπάρχουν στο διάστημα. Εάν τα ιόντα [C60-metal]+ είναι υπεύθυνα για αυτές τις γραμμές, θα ήταν τα μεγαλύτερα μόρια που έχουμε παρατηρήσει ποτέ σε νέφη αερίων.
