ENGINEERINGNET.BE - C60 bestaat uit 60 koolstofatomen in de vorm van een voetbal, en heeft de hoogst mogelijke symmetrie in de molecuulfysica. In de afgelopen 10 jaar is C60 waargenomen in een groot aantal interstellaire wolken.
Het is voor astronomen belangrijk om te weten wat de chemische samenstelling is van interstellaire wolken, omdat hieruit nieuwe sterren en planeten gevormd worden.
Met meer kennis over welke moleculen er in deze stofwolken voorkomen, krijgen we uiteindelijk meer inzicht in hoe onze aarde is gevormd. C60 behoort tot de meest complexe moleculen die tot op heden zijn geïdentificeerd in deze wolken.
Maar het idee bestond dat niet C60 maar eerder de geprotoneerde versie van dit molecuul het meest moet voorkomen in de ruimte. Onderzoekers van de Radboud Universiteit hebben nu voor het eerst laten zien dat dit inderdaad zo zou kunnen zijn.
‘Toen we de infrarode spectra die uitgezonden worden door interstellaire wolken over ons lichtspectrum van geprotoneerd C60 legden, kwamen die heel nauwkeurig overeen’, aldus Jos Oomens, hoogleraar Molecular structure and dynamics.
Bij geprotoneerd C60 zit er een proton (H+) gebonden aan de buitenkant van de voetbal, waardoor het molecuul zijn perfecte symmetrie verliest. ‘We laten zien dat geprotoneerd C60 daardoor veel meer kleuren licht absorbeert dan het “gewone C60”. Eigenlijk kun je zeggen dat C60H+ een heel andere kleur heeft dan het C60-molecuul, weliswaar in het infrarood. Dit effect is welbekend in de molecuulfysica, en wordt door het nieuwe spectrum aangetoond.’
Wetenschappers waren er nog nooit eerder in geslaagd het lichtabsorptiespectrum van geprotoneerd C60 te meten. Doordat de moleculen elkaar door hun lading afstoten, is het moeilijk om een voldoende hoge dichtheid te krijgen die nodig is om een absorptiespectrum te meten.
‘We hebben met het laserlicht uit het FELIX laboratorium een trucje gedaan waarmee dit wel lukte. Door het licht van FELIX te combineren met een massaspectrometer, valt C60H+ uit elkaar en kunnen we vervolgens de gefragmenteerde ionen detecteren, in plaats van de directe lichtabsorptie te meten.’
(figuur: Radboud Universiteit - Nature Astronomy)
