När jag först hörde talas om buckyballs för några decennier sedan hade jag inget annat än den djupaste respekten för alla som förstod abstrakta idéer som strängteori och branes. Trots allt, hur ofta skulle du kunna diskutera Buckminster fullerenes med en samtida medan du stod i tvättmedelsgången i din lokala livsmedelsbutik? Själva konceptet med ”magnetiskt” kol var nytt och spännande! Det var känt att det fanns i små mängder i naturen - producerat av blixtar och eld - men den riktiga kickaren föddes enbart i ett laboratorium. Buckyballs har hittats på jorden och i meteoriter, och nu i rymden, och kan fungera som ”burar” för att fånga andra atomer och molekyler. Vissa teorier tyder på att buckybollarna kan ha transporterat till jorden ämnen som gör livet möjligt.
Enligt McDonald-observatoriets pressmeddelande: Observationer gjorda med NASA: s Spitzer Space Telescope har gett överraskningar beträffande förekomsten av buckminsterfullerenes, eller "buckyballs", de största kända molekylerna i rymden. En studie av R Coronae Borealis-stjärnor av David L. Lambert, chef för University of Texas vid Austins McDonald-observatorium, och kollegor visar att buckyballs är vanligare i rymden än tidigare trott. Forskningen kommer att visas i 10 mars-numret av The Astrophysical Journal. Teamet fann att "buckyballs inte förekommer i väldigt sällsynta vätefattiga miljöer som tidigare trott, men i vanligt förekommande väte-rika miljöer och därför är vanligare i rymden än tidigare trott," säger Lambert.
Buckyballs är gjorda av 60 kolatomer arrangerade i form som liknar en fotboll, med mönster av växlande sexhörningar och pentagoner. Deras struktur påminner om Buckminster Fullers geodesiska kupoler, för vilka de heter. Dessa molekyler är mycket stabila och svåra att förstöra. Richard Curl, Harold Kroto och Richard Smalley vann Nobelpriset 1996 i kemi för att syntetisera buckyballs i ett laboratorium. Konsensus baserat på laboratorieexperiment har varit att buckyballs inte bildas i rymdmiljöer som har väte, eftersom väte skulle hämma deras bildning. Istället har idén varit att stjärnor med mycket lite väte men rika på kol - som de så kallade "R Coronae Borealis-stjärnorna" - ger en idealisk miljö för deras bildning i rymden.
Lambert, tillsammans med N. Kameswara Rao från Indian Institute of Astrophysics och Domingo Anibal García-Hernández från Instituto de Astrofisica de Canarias, satte dessa teorier på prov. De använde Spitzer Space Telescope för att ta infraröda spektra av R Coronae Borealis stjärnor för att leta efter buckyballs i deras kemiska make-up. De fann att dessa molekyler inte förekommer i de R Coronae Borealis-stjärnorna med lite eller inget väte, en observation som strider mot förväntningarna. Gruppen fann också att buckyballs finns i de två R Coronae Borealis-stjärnorna i deras prov som innehåller en rätt mängd väte. Studier som publicerades förra året, inklusive en av García-Hernández, visade att buckyballs fanns i planetnebulor rik på väte. Tillsammans berättar dessa resultat för oss att fullerener är mycket mer omfattande än tidigare trott, eftersom de bildas i normala och vanliga ”väte-rika” och inte sällsynta ”vätefattiga” miljöer.
De aktuella observationerna har förändrat vår förståelse för hur buckyballs bildas. Det antyder att de skapas när ultraviolett strålning träffar dammkorn (specifikt "hydrerade amorfa kolkorn") eller genom kollisioner av gas. Dammkornen förångas, vilket ger en intressant kemi där buckyballs och polycykliska aromatiska kolväten bildas. (De senare molekylerna i olika storlekar är bildade av kol och väte.) ”Under de senaste decennierna har ett antal molekyler och olika dammegenskaper identifierats genom astronomiska observationer i olika miljöer. Det mesta av dammet som bestämmer de fysiska och kemiska egenskaperna hos det interstellära mediet bildas i utströmmarna från asymptotiska jättegrenstjärnor och bearbetas vidare när dessa objekt blir planetnebulor. " säger Jan Cami (et al). ”Vi studerade miljön i Tc 1, en speciell planetnebula vars infraröda spektrum visar utsläpp från kalla och neutrala C60 och C70. De två molekylerna uppgår till några procent av det tillgängliga kosmiska kolet i denna region. Denna upptäckt indikerar att om förutsättningarna är rätt, kan fullerenes och bildas effektivt i rymden. ”
