Als ich vor ein paar Jahrzehnten zum ersten Mal von Buckyballs hörte, hatte ich nur den tiefsten Respekt vor jedem, der abstrakte Ideen wie Stringtheorie und Branes verstand. Wie oft haben Sie schließlich mit einem Zeitgenossen über Buckminster-Fullerene gesprochen, während Sie im Waschmittelgang Ihres örtlichen Lebensmittelladens standen? Das Konzept des „magnetischen“ Kohlenstoffs war neu und aufregend! Es war bekannt, dass es in kleinen Mengen in der Natur existiert - erzeugt durch Blitz und Feuer -, aber der wahre Kicker wurde ausschließlich in einem Labor geboren. Buckyballs wurden auf der Erde und in Meteoriten sowie jetzt im Weltraum gefunden und können als „Käfige“ dienen, um andere Atome und Moleküle einzufangen. Einige Theorien deuten darauf hin, dass die Buckyballs möglicherweise Substanzen auf die Erde gebracht haben, die das Leben ermöglichen.
Laut der Pressemitteilung des McDonald Observatory: Beobachtungen mit dem Spitzer-Weltraumteleskop der NASA haben Überraschungen hinsichtlich des Vorhandenseins von Buckminsterfullerenen oder „Buckyballs“, den größten bekannten Molekülen im Weltraum, gebracht. Eine Studie von David L. Lambert, Direktor der University of Texas am McDonald Observatory in Austin, und Kollegen von R Coronae Borealis zeigt, dass Buckyballs im Weltraum häufiger vorkommen als bisher angenommen. Die Forschung wird in der Ausgabe vom 10. März des Astrophysical Journal erscheinen. Das Team stellte fest, dass „Buckyballs nicht in sehr seltenen wasserstoffarmen Umgebungen vorkommen, wie zuvor angenommen, sondern in häufig vorkommenden wasserstoffreichen Umgebungen und daher im Weltraum häufiger vorkommen als bisher angenommen“, sagt Lambert.
Buckyballs bestehen aus 60 Kohlenstoffatomen, die ähnlich wie ein Fußball angeordnet sind und Muster aus abwechselnden Sechsecken und Fünfecken aufweisen. Ihre Struktur erinnert an die geodätischen Kuppeln von Buckminster Fuller, nach denen sie benannt sind. Diese Moleküle sind sehr stabil und schwer zu zerstören. Richard Curl, Harold Kroto und Richard Smalley gewannen 1996 den Nobelpreis für Chemie für die Synthese von Buckyballs in einem Labor. Der auf Laborexperimenten basierende Konsens war, dass sich in Weltraumumgebungen mit Wasserstoff keine Buckyballs bilden, da der Wasserstoff ihre Bildung hemmen würde. Stattdessen war die Idee, dass Sterne mit sehr wenig Wasserstoff, aber reich an Kohlenstoff - wie die sogenannten „R Coronae Borealis-Sterne“ - eine ideale Umgebung für ihre Entstehung im Weltraum bieten.
Lambert stellte diese Theorien zusammen mit N. Kameswara Rao vom Indian Institute of Astrophysics und Domingo Anibal García-Hernández vom Instituto de Astrofisica de Canarias auf die Probe. Sie verwendeten das Spitzer-Weltraumteleskop, um Infrarotspektren von R Coronae Borealis-Sternen aufzunehmen und nach Buckyballs in ihrer chemischen Zusammensetzung zu suchen. Sie fanden heraus, dass diese Moleküle in diesen R Coronae Borealis-Sternen mit wenig oder keinem Wasserstoff nicht vorkommen, eine Beobachtung, die der Erwartung widerspricht. Die Gruppe fand auch heraus, dass Buckyballs in den beiden R Coronae Borealis-Sternen in ihrer Probe vorhanden sind, die eine angemessene Menge Wasserstoff enthalten. Im letzten Jahr veröffentlichte Studien, darunter eine von García-Hernández, zeigten, dass Buckyballs in wasserstoffreichen Planetennebeln vorhanden waren. Zusammengenommen zeigen diese Ergebnisse, dass Fullerene viel häufiger vorkommen als bisher angenommen, da sie in normalen und üblichen „wasserstoffreichen“ und nicht seltenen „wasserstoffarmen“ Umgebungen gebildet werden.
Die aktuellen Beobachtungen haben unser Verständnis der Entstehung von Buckyballs verändert. Es deutet darauf hin, dass sie entstehen, wenn ultraviolette Strahlung auf Staubkörner (insbesondere „hydrierte amorphe Kohlenstoffkörner“) trifft oder durch Gaskollisionen. Die Staubkörner werden verdampft, wodurch eine interessante Chemie entsteht, bei der Buckyballs und polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe gebildet werden. (Die letzteren Moleküle unterschiedlicher Größe werden aus Kohlenstoff und Wasserstoff gebildet.) „In den letzten Jahrzehnten wurden durch astronomische Beobachtungen in verschiedenen Umgebungen eine Reihe von Molekülen und verschiedene Staubmerkmale identifiziert. Der größte Teil des Staubes, der die physikalischen und chemischen Eigenschaften des interstellaren Mediums bestimmt, entsteht in den Abflüssen asymptotischer Riesenaststerne und wird weiterverarbeitet, wenn diese Objekte zu planetarischen Nebeln werden. “ sagt Jan Cami (et al.). „Wir haben die Umgebung von Tc 1 untersucht, einem eigenartigen planetarischen Nebel, dessen Infrarotspektrum die Emission von kaltem und neutralem C60 und C70 zeigt. Die beiden Moleküle machen einige Prozent des verfügbaren kosmischen Kohlenstoffs in dieser Region aus. Dieser Befund zeigt, dass sich Fullerene unter den richtigen Bedingungen im Weltraum effizient bilden können und tun. “
