Es una de las formas más comunes de carbono en el espacio:C ₆₀ , una molécula de carbono en forma de balón de fútbol, pero uno que tiene un protón adicional adjunto. Esta es la conclusión de una investigación realizada en la Universidad de Radboud, que ha logrado por primera vez medir el espectro de absorción de esta molécula. En última instancia, ese conocimiento podría ayudarnos a aprender más sobre la formación de planetas. Los investigadores publicarán sus hallazgos el 25 de noviembre en Astronomía de la naturaleza .

"Casi todas las propiedades del icónico C ₆₀ molécula, también llamada pelota de fútbol molecular, Buckminsterfullereno o buckyball, que se pueden medir, ha sido medido, "dice Jos Oomens, profesor de Estructura y Dinámica Molecular en la Universidad de Radboud. Aún así, él y sus colegas han logrado medir algo nuevo:el espectro de absorción de la molécula en su forma protonada, C ₆₀ H ⁺ .

"Al hacerlo, mostramos que probablemente sea abundante en las nubes interestelares, mientras que también demostramos un ejemplo de libro de texto sobre el papel de la simetría en la física molecular ", explica Oomens.

Fútbol de carbono en el espacio

Cuando el astrónomo Harry Kroto descubrió C ₆₀ en 1985, él predijo que, debido a su alta estabilidad, esta nueva forma de carbono se generalizaría en el espacio. C ₆₀ consta de 60 átomos de carbono en forma de balón de fútbol, y tiene la mayor simetría posible en física molecular. Y de hecho, durante los últimos diez años, C ₆₀ se ha detectado en muchas nubes interestelares.

Es importante para los astrónomos determinar la composición química de tales nubes interestelares, porque aquí es donde se forman nuevas estrellas y planetas, incluido nuestro propio sistema solar. Cuanto más aprendemos sobre las moléculas presentes en estas nubes, cuanto más podamos descubrir sobre cómo se formó nuestro propio planeta. C ₆₀ es una de las moléculas más complejas identificadas hasta ahora en estas nubes.

Kroto también predijo que no C ₆₀ , pero la versión protonada de la molécula, sería el más frecuente en el espacio. Ahora, los investigadores han demostrado por primera vez que este podría ser el caso. "Cuando comparamos los espectros infrarrojos emitidos por las nubes interestelares con nuestro espectro infrarrojo para C protonado ₆₀ , encontramos una coincidencia muy cercana ", explica Oomens.

Cambio de color debido a la pérdida de simetría.

C protonada ₆₀ tiene un protón (H ⁺ ) pegado al exterior del balón, lo que significa que la molécula pierde su simetría perfecta. "Nuestra investigación muestra que, como resultado, C protonado ₆₀ absorbe muchos más colores de luz que los 'normales' C ₆₀ . De hecho, se podría decir que C ₆₀ H ⁺ tiene un color muy diferente en comparación con el C ₆₀ molécula, aunque esto está en el espectro infrarrojo. Este es un efecto bien conocido en física molecular, y está bellamente demostrado en el nuevo espectro ".

Esta es la primera vez que los investigadores han medido con éxito el espectro de absorción de luz de C protonado ₆₀ . Debido a la carga de las moléculas, se repelen, y esto dificulta la obtención de una densidad suficientemente alta para obtener un espectro de absorción. "Encontramos una manera de solucionar este problema utilizando el láser de electrones libres en el laboratorio FELIX. Combinando el láser FELIX con un espectrómetro de masas, C ₆₀ H ⁺ se desintegra y podemos detectar los iones fragmentados en lugar de medir el espectro de absorción directa ".