فراوان‌ترین نوع کربن در جهان چیست؟
فراوان‌ترین نوع کربن در جهان چیست؟
مجله علمی ایلیاد - «C60» یکی از رایج‌ترین اَشکال کربن در فضاست؛ مولکول کربن توپی شکل که یک پروتون اضافی به آن وصل است. این نتیجه‌ی تحقیقی است که در دانشگاه رادبود به انجام رسید. محققان توانستند برای نخستین بار طیف جذب این مولکول را اندازه بگیرند. چنین دانشی می‌تواند سرانجام به ما کمک کند تا اطلاعات بیشتری درباره‌ی تشکیل سیاره‌ها به دست بیاوریم.
«جاس اومنس» استاد ساختار و دینامیک مولکولی گفت: «تقریباً همه ویژگی‌های مولکول C60 که توپ فوتبال مولکولی یا باکی بال هم نامیده می‌شود، اندازه‌گیری شده است. ما همچنین توانستیم چیز جدیدی شامل طیف جذب این مولکول به شکل پروتون‌دارش، یعنی «C60H+» را نیز اندازه بگیریم. ما با انجام این کار نشان دادیم که این مولکول احتمالاً به فراوانی در سحابی‌ها یافت می‌شود؛ همچنین، مثالی هم از نقش تقارن در فیزیک مولکولی ارائه کردیم.»
وقتی اخترشناس «هری کروتو» در سال ۱۹۸۵ موفق به کشف C60 شد، پیش‌بینی کرد که این شکلِ کربن به دلیل پایداری بالایش می‌تواند در فضا گسترده باشد. C60 از ۶۰ اتم کربن به شکل توپ فوتبال تشکیل یافته است و بالاترین تقارن ممکن را در فیزیک مولکولی داراست. در واقع، در طول ده سال گذشته، C60 در سحابی‌های فراوانی شناسایی شده است. این نکته برای اخترشناسان اهمیت دارد که ترکیب شیمیایی چنین سحابی‌هایی را تعیین نمایند، زیرا اینجا همان جایی است که ستاره‌ها و سیاره‌های جدید، مثل منظومه‌ی شمسی خودمان به‌وجود می‌آیند. هر چه بیشتر درباره‌ی مولکول‌های موجود در این ابرها اطلاعات کسب می‌کنیم، بیشتر می‌توانیم درباره‌ی عوامل دخیل در شکل‌گیری سیاره خودمان بدانیم. C60 یکی از پیچیده‌ترین مولکول‌هایی است که تاکنون در این ابرها مورد شناسایی قرار گرفته است.
کروتو همچنین پیش‌بینی کرد که نَه C60، بلکه نسخه‌ی پروتون‌دار این مولکول می‌تواند به‌وفور در فضا وجود داشته باشد. اکنون محققان برای نخستین‌بار نشان داده‌اند که این پیش‌بینی شاید رنگ واقعیت به خود بگیرد. اومنس در ادامه چنین توضیح داد: «ما وقتی طیف‌های فروسرخ منتشر شده توسط سحابی‌ها را با طیف فروسرخ در C60 پروتون‌دار مقایسه کردیم، مطابقت بسیار نزدیکی پیدا کردیم.»
C60 پروتون‌دار دارای پروتونی چسبیده به بیرونِ ساختار توپ‌شکل خود است؛ یعنی مولکول تقارن کامل خود را از دست می‌دهد. محققان در ادامه گفتند: «تحقیقات ما نشان می‌دهد که C60 پروتون‌دار رنگ‌های بسیار زیادی از نور را در مقایسه با مولکول C60 معمولی جذب می‌کند. در حقیقت، می‌توان چنین گفت که C60 پروتون‌دار رنگی بسیار متفاوت با مولکول C60 دارد، اگر چه این در طیف فروسرخ است. این یک اثر شناخته‌شده در فیزیک مولکولی است و به زیبایی در طیف جدید نشان داده شده است.»
این اولین بار است که محققان به‌طور موفقیت‌آمیز طیف جذب نور C60 پروتون‌دار را مورد اندازه‌گیری قرار می‌دهند. به دلیل بارِ روی مولکول‌ها، آن‌ها همدیگر را دفع می‌کنند و این شرایط را برای رسیدن به چگالی بالا و نهایتاً محاسبه طیف جذب سخت می‌کند. محققان در پایان اظهار داشتند: «ما توانستیم با استفاده از لیزر بدون الکترون در آزمایشگاه فلیکس راهی برای این کار پیدا کنیم. با ترکیب لیزر فلیکس با طیف‌سنج جرمی، C60 پروتون‌دار دچار تجزیه شده و می‌توان به‌جای اینکه طیف جذب مستقیم را اندازه بگیریم، یون‌های جدا شده را شناسایی کرد.»
محققان یافته‌های کار خود را در مجله‌ی Nature Astronomy منتشر کنند.