漂浮在星際空間中的碳籠已被證實是困擾天文學家近100年的宇宙光特徵的成因。
1919年，加州大學漢密爾頓山利克天文臺的研究生瑪麗·莉婭·海格發現，來自某些恆星的光的特定波長被減弱，而且這種減弱似乎與恆星本身無關。隨著天文學家發現更多這樣的特徵，他們將其歸因於星際氣體中的分子，這些分子在光線到達地球的途中吸收光線波長，並將它們稱為瀰漫星際帶 (DIB)。現在已經觀測到來自銀河系內外的大約 400 個 DIB。
塵埃顆粒、碳鏈甚至漂浮的細菌都曾被認為是解釋這些特徵的候選者，但沒有一個被證實是確鑿的。現在，在類似太空的條件下對巴克球（由 60 個碳原子組成的空心足球狀分子）吸收的光進行的實驗室分析，為 1994 年看到的 DIB 提供了直接匹配。它們是首批被解釋的 DIB。
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該發現於 7 月 15 日發表在《自然》雜誌上，為識別星際空間中漂浮的其他分子打開了大門。“就我而言，這是年度科學論文，” 英國化學家哈里·克羅託說，他與同事羅伯特·柯爾和理查德·斯莫利因發現富勒烯而分享了 1996 年的諾貝爾化學獎。
太空中的巴克球
自 1985 年在旨在模擬衰老、富碳恆星流出的氣體條件實驗中意外發現巴克球以來，科學家們一直希望在太空中找到它們，瑞士巴塞爾大學的化學家、最新報告的作者約翰·邁爾說。
直到 2010 年，美國宇航局的斯皮策紅外太空望遠鏡才首次在白矮星殘骸中發現巴克球。但在 1993 年，邁爾的團隊已經測量了巴克球被包裹在無反應的冷凍固體中時吸收的光的波長，天體物理學家很快在宇宙中找到了與 DIB 模式的初步匹配。
然而，在不瞭解氣態巴克球在類似太空的條件下如何表現的情況下，沒有人能聲稱是明確的匹配。
邁爾的團隊透過測量巴克球在接近絕對零度的溫度和極高真空條件下的光吸收來分析這種行為，透過使用電場，在緩衝中性氦氣中捕獲離子來實現這種條件。“建立像星際空間那樣的條件在技術上是如此具有挑戰性，以至於花費了 20 年的實驗開發，”邁爾說。
“假設這種識別成立，這是一個巨大的勝利，”伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的天文學家本·麥考爾說，他警告說，需要對 DIB 進行進一步的天文測量，以毫無疑問地證明它們與邁爾實驗室工作中看到的模式完全匹配。
邁爾說，其他 DIB 與巴克球相關的分子（可能與金屬和其他元素結合）“當然現在很有吸引力”。但他補充說，實驗室驗證這將非常困難。“我可能需要另一輩子才能完成這件事，”他說。“但也許世界上某個地方的一些年輕人會承擔起這項工作。”
克羅託說，在星際空間中發現巴克球表明它們比以前認為的更豐富。麥考爾補充說，這項研究表明巴克球可以保持完整數百萬年，並在恆星之間遠距離傳播。“想到如此巨大的氣相分子可能在我們星系的星際介質中無處不在，這真是太令人興奮了！”他說。
本文經授權轉載，首次發表於2015 年 7 月 15 日。