Des espèces de buckminsterfullerènes probablement à l’origine d’une émission infrarouge non identifiée

En effectuant des calculs de chimie quantique, des chercheurs de l’Université de Hong Kong (HKU) ont pu découvrir l’origine de certaines bandes mystérieuses d’émission infrarouge non identifiée (EIN) qui intriguent les astronomes depuis des décennies. La recherche associe la source de certaines de ces bandes à des buckminsterfullerènes C60 ou buckyballs en forme de ballon de football hautement ionisés. Ces bandes ont été découvertes et étudiées pour la première fois il y a 30 ans et ont depuis laissé les scientifiques perplexes quant à leur origine. Auparavant, les chercheurs avaient montré que le C60 pouvait survivre dans des états stables en étant ionisé jusqu’à +26 avant que la buckyball ne se désintègre. Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont appliqué le premier principe des calculs de chimie quantique pour prédire les signatures dans l’infrarouge moyen des formes ionisées du fullerène.

“Je suis extrêmement honoré d’avoir joué un rôle dans les recherches étonnamment complexes en chimie quantique entreprises par le Dr Sadjadi qui ont conduit à ces résultats très intéressants. Ils concernent d’abord la preuve théorique que le Fullerene-Carbon 60 peut survivre à de très hauts niveaux d’ionisation et maintenant ce travail montre que les signatures d’émission infrarouge de ces espèces correspondent parfaitement à certaines des caractéristiques d’émission infrarouge non identifiées les plus importantes connues. Cela devrait contribuer à relancer ce domaine de recherche”, a déclaré le professeur Quentin Andrew Parker, directeur du LSR au département de physique. Parker est également l’auteur de l’étude publiée dans .

L’équipe a remarqué que certains fullerènes chargés positivement ont de fortes bandes d’émission qui correspondent substantiellement à la position des principales caractéristiques d’émission de l’IUE astronomique à 11,21, 16,40 et 20-21micromètres (μm).

Ils offrent une excellente espèce cible pour l’identification des bandes de l’IUE qui sont restées inconnues jusqu’à présent. En outre, ils constitueraient une forte motivation pour davantage d’observations astronomiques à l’avenir dans la gamme de longueurs d’onde de l’infrarouge moyen afin de tester les résultats théoriques.

L’équipe a également observé que les signatures infrarouges du groupe des cations C60 ayant q = 1 – 6 sont bien séparées des bandes de 6,2μm. Les résultats sont maintenant susceptibles d’être utiles pour la discrimination et l’exploration de la coexistence des fullerènes et des hydrocarbures organiques complexes dans les sources astronomiques.