Fullermenes absorbe la radiación interestelar

Un enigma astronómico de casi 100 años habría encontrado un comienzo de respuesta gracias a los balones de fútbol, estas moléculas de fullerenos que contienen 60 átomos de carbono y en forma de esfera. En 1922, Mary Lea Heger, estudiante de astrofísica en la Universidad de California, observó que la radiación emitida por una estrella se absorbe a ciertas longitudes de onda (más de 400, entre infrarrojos cercanos y ultravioleta cercano), que se han llamado bandas interestelares difusas. Estos no se debieron a la estrella, sino que probablemente se debieron a compuestos presentes en el medio interestelar. Entre los posibles candidatos, se sospecha que los balones de fútbol ionizados desde 1994 absorben dos bandas en particular. John Maier, de la Universidad de Basilea, Suiza, y su equipo midieron el espectro de absorción de estas moléculas C60 + en condiciones comparables a las del medio interestelar, y así confirmaron la hipótesis.

Fullermenes son moléculas de carbono cuya estructura puede ser esférica o elipsoidal. Su existencia fue predicha en 1970, pero no fueron descubiertas hasta 1985 por Harry Kroto, Robert Curl y Richard Smalley mientras estudiaban en el laboratorio la formación de compuestos orgánicos en el medio interestelar. Si recibieron el Premio Nobel de Química por este descubrimiento en 1996, no fue hasta 2010 que los astrónomos detectaron su presencia en los restos de una estrella gracias al telescopio espacial Spitzer . El primer fullereno descubierto es el C60, también llamado buckmeisterfullerene en homenaje al arquitecto Richard Buckmeister Fuller, cuyas construcciones tienen una estructura similar a la C60) o más simplemente buckyball, o fútbol en francés.

Las observaciones astronómicas sugieren que el 0.6% del carbono interestelar tiene la forma de iones C60 +. Son estas moléculas en el origen de las bandas de absorción ? En 1994, John Maier había medido el espectro de absorción de balones c60 + y tenía dos bandas grandes en 9.577 y 9.632 angstroms que correspondían a dos bandas del espectro interestelar. La medición se realizó con moléculas C60 + en un gas neón inerte a muy baja temperatura. Para garantizar que las bolas de bucky fueran la causa de esta absorción de luz en el medio interestelar, esta medición tuvo que reproducirse en condiciones similares a las del espacio. John Maier, por lo tanto, llevó a cabo una nueva medición con bolas de bucky en un gas de helio (He) a 5.8 Kelvin, donde se forman los complejos C60-He.

Los resultados son consistentes tanto con la posición de las bandas como con la intensidad de absorción. La absorción de luz corresponde a la energía requerida para dividir los complejos C60-He. Buckyballs, por lo tanto, explicaría dos líneas de absorción del medio interestelar. ¿Qué pasa con otros rayos? ? Las de las moléculas C60 + son probablemente las más simples de identificar porque la firma de las dos líneas era muy fuerte. Otros rayos podrían provenir de fullerenos enriquecidos con átomos de hidrógeno, metales u otros radicales. Otra vía es la de los compuestos orgánicos aromáticos policíclicos (con varios ciclos de benceno yuxtapuesto). Estas moléculas representan casi el 15% de los átomos de carbono del medio interestelar. Sin embargo, es probable que estas moléculas pierdan átomos de hidrógeno, diluyendo así las firmas espectrales de estas moléculas. Análisis más detallados permitirán ver más claramente.

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