漂浮在星际空间中的碳笼已被证实是困扰天文学家近100年的宇宙光特征的成因。
1919年，加州大学汉密尔顿山利克天文台的研究生玛丽·莉娅·海格发现，来自某些恒星的光的特定波长被减弱，而且这种减弱似乎与恒星本身无关。随着天文学家发现更多这样的特征，他们将其归因于星际气体中的分子，这些分子在光线到达地球的途中吸收光线波长，并将它们称为弥漫星际带 (DIB)。现在已经观测到来自银河系内外的大约 400 个 DIB。
尘埃颗粒、碳链甚至漂浮的细菌都曾被认为是解释这些特征的候选者，但没有一个被证实是确凿的。现在，在类似太空的条件下对巴克球（由 60 个碳原子组成的空心足球状分子）吸收的光进行的实验室分析，为 1994 年看到的 DIB 提供了直接匹配。它们是首批被解释的 DIB。
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该发现于 7 月 15 日发表在《自然》杂志上，为识别星际空间中漂浮的其他分子打开了大门。“就我而言，这是年度科学论文，” 英国化学家哈里·克罗托说，他与同事罗伯特·柯尔和理查德·斯莫利因发现富勒烯而分享了 1996 年的诺贝尔化学奖。
太空中的巴克球
自 1985 年在旨在模拟衰老、富碳恒星流出的气体条件实验中意外发现巴克球以来，科学家们一直希望在太空中找到它们，瑞士巴塞尔大学的化学家、最新报告的作者约翰·迈尔说。
直到 2010 年，美国宇航局的斯皮策红外太空望远镜才首次在白矮星残骸中发现巴克球。但在 1993 年，迈尔的团队已经测量了巴克球被包裹在无反应的冷冻固体中时吸收的光的波长，天体物理学家很快在宇宙中找到了与 DIB 模式的初步匹配。
然而，在不了解气态巴克球在类似太空的条件下如何表现的情况下，没有人能声称是明确的匹配。
迈尔的团队通过测量巴克球在接近绝对零度的温度和极高真空条件下的光吸收来分析这种行为，通过使用电场，在缓冲中性氦气中捕获离子来实现这种条件。“创建像星际空间那样的条件在技术上是如此具有挑战性，以至于花费了 20 年的实验开发，”迈尔说。
“假设这种识别成立，这是一个巨大的胜利，”伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的天文学家本·麦考尔说，他警告说，需要对 DIB 进行进一步的天文测量，以毫无疑问地证明它们与迈尔实验室工作中看到的模式完全匹配。
迈尔说，其他 DIB 与巴克球相关的分子（可能与金属和其他元素结合）“当然现在很有吸引力”。但他补充说，实验室验证这将非常困难。“我可能需要另一辈子才能完成这件事，”他说。“但也许世界上某个地方的一些年轻人会承担起这项工作。”
克罗托说，在星际空间中发现巴克球表明它们比以前认为的更丰富。麦考尔补充说，这项研究表明巴克球可以保持完整数百万年，并在恒星之间远距离传播。“想到如此巨大的气相分子可能在我们星系的星际介质中无处不在，这真是太令人兴奋了！”他说。
本文经授权转载，首次发表于2015 年 7 月 15 日。