Buckminsterfullereni nello spazio


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NASA Jet Propulsion Laboratory California Institute of Technology

Credit: http://www.spitzer.caltech.edu

Usando il NASA Spitzer Space Telescope gli astronomi (Sellgren ed altri) hanno trovato traccie di carbonio in tutta la nostra galassia:  prima attorno a NGC 2023, vicino alla famosa Nebulosa Testa di Cavallo nella costellazione di Orione, poi attorno a  NGC 7023, conosciuta come la Nebulosa di Iris, nella costellazione di Cefeo: nello spazio interstellare e intorno a stelle morenti.  Ma com’era prevedibile tracce di carbonio sono state trovate anche attorno a un’altra stella morente nella Piccola Nube di Magellano: l’equivalente in massa come 15 volte la Luna.
Non è carbonio atomico comune, ma sono molecole di fullerene, cioè 60 atomi di carbonio legati fra loro a comporre un poliedro, una pallina. Il fullerene deve il suo nome per la sua somiglianza con le cupole geodetiche disegnate da Buckminster Fuller.

In matematica, un fullerene è un poliedro convesso trivalente con facce esagonali e pentagonali. Usando la formula di Eulero, si può dimostrare facilmente che ci sono esattamente 12 pentagoni in un fullerene. Il più piccolo fullerene è il C20, il dodecaedro. Non ci sono fullereni con 22 vertici. Il numero di fullereno C2n si sviluppa velocemente con l’aumento di n = 12, 13, …
Per esempio, ci sono 1812 fullereni non-isomorfici C60 ma soltanto uno di essi, il fullerite, non ha accoppiamento di pentagoni adiacenti.

Per l’astronomo Letizia Stanghellini del National Optical Astronomy Observatory di Tucson, in Arizona, l’aver scoperto che i fullereni sono molto più comuni di quanto inizialmente supposto può avere importanti implicazioni sulla chimica della Vita: è possibile che questi possano aver fatto da vettori per il trasporto di molecole prebiotiche sulla giovane Terra a cavallo di comete e meteore.
Infatti la chimica del fullerene è impressionante: è una delle molecole non organiche più grandi conosciute e la sua struttura composta unicamente dal carbonio la rende  particolarmente resistente. Il suo interno però è vuoto e per questo è in grado di intrappolare altre molecole proteggendole dalle dure condizioni dello spazio cosmico. Fullereni di origine extraterrestre ritrovate nei meteoriti hanno mostrato di contenere gas al loro interno, come una palla da calcio contiene aria.
Questa caratteristica rende le molecole di fullerene uniche e interessanti dal punto di vista della chimica interstellare e prebiotica, oltre che per la memdicina, la metallurgia, i materiali ottici, i superconduttori etc.
Inoltre le ricerche astronomiche hanno provato quello che in laboratorio era considerato impossibile, ossia la coesistenza dei fullereni con l’idrogeno atomico, quando invece si riteneva che questo avrebbe spinto il carbonio a formare altri composti come catene e altre strutture molecolari piuttosto che poliedri, e questo per Anibal García-Hernández dell’Instituto de Astrofísica de Canarias in Spagna è importante capire perché. García-Hernández è l’autore principale di uno studio il cui co-autore è Letizia Stanghellini [1]·

Ora quando vedrete un fullerene, o più semplicemente il logo di questo Blog, capirete perché l’ho scelto.

[1] http://arxiv.org/abs/1009.4357

Altre fonti:

http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2010-351

http://www.spitzer.caltech.edu/news/1212-feature10-18

Umberto Genovese

Autodidatta in tutto - o quasi, e curioso di tutto - o quasi. L'astronomia è una delle sue più grandi passioni. Purtroppo una malattia invalidante che lo ha colpito da adulto limita i suoi propositi ma non frena il suo spirito e la sua curiosità. Ha creato il Blog Il Poliedrico nel 2010 e successivamente il Progetto Drake (un polo di aggregazione di informazioni, articoli e link sulla celebre equazione di Frank Drake e proposto al l 4° Congresso IAA (International Academy of Astronautics) “Cercando tracce di vita nell’Universo” (2012, San Marino)) e collabora saltuariamente con varie riviste di astronomia. Definisce sé stesso "Cercatore".

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