長期以來,科學家一直對星際空間內存在所謂的“布基球”(即具有足球狀結構的復雜碳分子)的存在感到困惑?,F(xiàn)在,來自亞利桑那大學的一組研究人員在《天體物理學雜志快報》上發(fā)表的一項研究中,提出了形成它們的機制。
碳60,或簡稱C60,正式名稱為Buckminsterfullerene,來自由60個碳原子組成的球形分子,這些碳原子以五元和六元環(huán)形式組織。“ buckyball”這個名字源于他們與Richard Buckminster Fuller的建筑作品的相似之處,后者設計了許多看起來類似于C60的圓頂結構。人們認為它們的形成只有在實驗室環(huán)境中才可能,直到它們在太空中的發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了這一假設。
幾十年來,人們一直認為星際空間只散布著輕質分子:大部分是單原子,兩個原子的分子,偶爾還有九個或十個原子的分子。直到幾年前檢測到大量的C60和C70分子。
研究人員也驚訝地發(fā)現(xiàn)它們是由純碳組成的。在實驗室中,C60是通過將諸如石墨之類的純碳源噴在一起而制成的。在太空中,在行星狀星云中檢測到了C60,這是垂死的恒星的碎片。該環(huán)境中每個碳分子約有10,000個氫分子。
該論文的主要作者,天體生物學和化學博士生雅各布·伯納爾(Jacob Bernal)說:“任何氫都會破壞富勒烯的合成。”“如果有一盒球,每10,000個氫球中就有一個碳,并且不斷搖動它們,那么有60個碳粘在一起的可能性有多大呢?這是不太可能的。”
Bernal及其合作者在意識到位于UArizona的Kuiper材料成像和表征設施中的透射電子顯微鏡或TEM能夠很好地模擬行星狀星云環(huán)境之后,便開始研究C60機理。
由國家科學基金會和美國國家航空航天局(NASA)資助的TEM序列號為“ 1”,因為它的確切配置是世界上同類產品中的第一個。它的200,000伏電子束可以探測到78皮克以下的物質(規(guī)模太小,人腦無法理解),以便觀察單個原子。它在極低的真空下運行。TEM中的這種壓力或沒有壓力,非常接近星際環(huán)境中的壓力。