碳60不再完美！首次发现并确认：带有一个质子的碳60分子！碳60是太空中最常见的碳形式之一，C60是一种足球状的碳分子，但它上面附加了一个额外的质子，这是拉德布大学进行研究得出的结论，该大学首次成功测量了这种分子的吸收光谱。这样的知识最终可以帮助我们更多地了解行星形成，其研究成果发表在《自然天文学》期刊上。
拉德布大学分子结构和动力学教授乔斯·欧门斯(Jos Oomens)表示：标志性的C60分子（也称为分子足球、巴克明斯特富勒烯或巴克球）的几乎所有可以测量的属性都已被测量。即便如此，研究团队已经成功地测量了一些新的东西：分子质子化形式C60H+的吸收光谱。研究表明它可能在星际云中非常丰富，同时研究也展示了对称性在分子物理中作用的教科书例子。
太空中的碳足球
当天文学家Harry Kroto在1985年发现C60时，他预测，由于C60的高度稳定性，这种新形式的碳将在太空中广泛存在。C60由足球形式的60个碳原子组成，在分子物理学中具有最高可能的对称性。事实上，在过去的十年中，C60已经在许多星际云中被检测到。对天文学家来说，确定这些星际云的化学成分很重要，因为这是新恒星和行星形成的地方，包括我们的太阳系。对这些云中存在的分子了解得越多，就能越多地发现我们自己的星球是如何形成。
C60是迄今为止在这些云中发现的最复杂分子之一，研究人员还预测，不是C60，而是分子的质子化版本，将是太空中最普遍的。现在，研究人员首次表明，这实际上可能是这样的。当将星际云发射的红外光谱与质子化C60的红外光谱进行比较时，研究人员发现了非常接近的匹配。
由于对称性损失而引起的颜色变化
质子化的C60有一个质子(H+)附着在足球的外面，这意味着分子失去了完美的对称性。因此，该研究表明，质子化的C60比“正常”的C60吸收更多颜色的光。事实上，可以说C60H+与C60分子的颜色非常不同，尽管这是在红外光谱中。这是分子物理学中众所周知的效应，并且在新光谱中得到了很好的证明。
这是研究人员首次成功测量质子化C60的光吸收光谱，由于分子上的电荷，它们相互排斥，这使得很难获得足够高的密度来获得吸收光谱。研究人员找到了一种利用Felix实验室自由电子激光来解决这个问题的方法，通过将Felix激光与质谱仪相结合，C60H+解体，可以检测到碎裂的离子，而不是测量直接吸收光谱。
博科园｜研究/来自：拉德布德大学
参考期刊《自然天文学》
DOI: 10.1038/s41550-019-0941-6
