Iont buckminsterfullerenu v mezihvězdném prostoru. Kredit: Universität Basel.

Asi tak před sto lety astronomové zjistili, že ve spektru záře hvězd, která přichází k nám na Zemi, jsou docela tajemné temné pruhy, takzvané difúzní mezihvězdné pásy (diffuse interstellar bands). Od  té doby se vědci snaží zjistit, jaká že to hmota ve vesmíru absorbuje záření hvězd a vytváří v jejich spektru temné pruhy, kterých do dneška známe přes 400 různých.

John P. Maier. Kredit: Universität Basel.

Astronomové v tomto směru podezřívali především velké komplexní molekuly a plynné ionty založené na uhlíku. A nakonec se právě mezi takovými molekulami se našla úplně první látka, o které teď s velkou jistotou víme, že doopravdy pohlcuje záření hvězd. Mají to na svědomí lidé Univerzity v Basileji, které vedl John P. Maier. Jejich úlovkem není  nic menšího, než klasický buckyball C60, zvaný buckminsterfulleren, fotbalový míč mezi fullereny. Vlastně přesněji řečeno, kladně nabitý buckminsterfulleren. Publikace v časopisu Nature byla nejspíš nevyhnutelná.

Difuzní mezihvězdné pásy. Kredit: NASA.

Uhlíkový kopací míč buckminsterfulleren byl objeven jako pozoruhodná forma uhlíku v osmdesátých letech. Maier a jeho kolegové zkoumají záležitosti kolem absorpce touto molekulou už od roku 1993. Během výzkumu se ukázalo, že spektra, která při něm naměřili, vykazují absorpci na dvou vlnových délkách, blízkých dvěma posléze objeveným difúzním mezihvězdným pásům. K přesvědčivému potvrzení toho, že molekuly buckminsterfullerenu skutečně absorbují záři hvězd a vytvářejí tím temné pruhy, bylo ale nutné získat spektrum plynné fáze iontů buckminsterfullerenu.

A v tom teď Maier a spol. uspěli. Potřebovali k tomu laboratoř s diodovým laserem a pak několik tisícovek ionizovaných buckminsterfullerenů pochytaných v radiofrekvenční pasti a zchlazených srážkami s atomy vysoce hustého helia na velmi nízké teploty kolem 6 kelvinů.

Buckminsterfullerenu je asi plný vesmír. Kredit: NAOJ.

Takto připravené molekuly buckminsterfullerenů se octly v podobných podmínkách, v jakých jsou v mrazivém tichu kosmického prostoru.

Když v uvedených podmínkách změřili absorpci buckminsterfullerenu, tak se jejich výsledky pěkně sešly s astronomickými daty. Maierův tým našel temné pruhy na srovnatelných vlnových délkách. Je to vůbec poprvé, kdy někdo prokázal původ temných pruhů a také, že v mezihvězdném plynu jsou kladně nabité ionty buckminsterfullerenu. Podle Maiera to je docela síla, protože ionty buckminsterfullerenu jsou dost složité a komplexní molekuly, které tím pádem musejí přetrvávat v záplavě vysokoenergetického záření, zřejmě všudypřítomnému v mezihvězdném prostředí. Vše nasvědčuje tomu, že stará astronomická hádanka spěje ke svému rozuzlení.





Buckyballs - Cosmic Soccer Balls. Kredit: The Science Channel.

Literatura
Universität Basel 15. 7. 2015, Nature 523: 322, Wikipedia (Diffuse interstellar band, Buckminsterfullerene).