世界

宇宙の氷の中の隠されたDNAサイズの結晶は、水を書き直すことができます – そして生命そのもの

宇宙の氷は、地球上の結晶（高度に秩序だった）の氷とは異なります。何十年もの間、科学者はそれがアモルファス（構造のない）であると想定しており、寒い温度は、凍結するときに結晶を形成するのに十分なエネルギーがないことを意味します。 で公開された新しい研究で 物理レビューB、 研究者は、宇宙の最も一般的な形の氷の形を調査しました。これは、comets、氷の月、星や惑星が形成されるほこりの雲の中にバルク材料として存在します。 実験作業では、異なる方法で形成されたアモルファスアイスの実際のサンプルを再結晶（つまり、ウォームアップ）しました。彼らは、最終的な結晶構造は、アモルファス氷がどのように発生したかによって異なることを発見しました。氷が完全に不定形（完全に障害）であった場合、研究者は、以前の形の刻印を保持しないと結論付けました。 UCL Physics＆AstronomyおよびCambridge大学の博士号の一部として仕事をした主著者のMichael B. Davies博士は、次のように述べています。 「これは、氷が多くの宇宙論的プロセスに関与しているため、例えば、惑星の形成、銀河の進化、物質が宇宙の周りをどのように動くかなどです。」 調査結果は、地球上の生命がどのように始まったかについての1つの投機的理論にも影響を与えます。この理論によれば、パンスペルミアとして知られているため、生命のビルディングブロックは氷の彗星でここで運ばれました。 Davies博士は次のように述べています。「私たちの調査結果は、この氷がこれらの生命分子の起源の輸送材料ではないことを示唆しています。つまり、部分的に結晶構造がこれらの成分が埋め込まれる可能性が低いためです。 「しかし、生命のビルディングブロックを閉じ込めて保存できる氷の中にアモルファスな領域があるため、理論はまだ真実を保持する可能性があります。」 UCL化学の共著者Christoph Salzmann教授は次のように述べています。 「宇宙の残りの部分の氷は、長い間液体の水のスナップショットと見なされてきました。つまり、所定の位置に固定された無秩序な配置です。私たちの調査結果は、これが完全に真実ではないことを示しています。 「私たちの結果は、一般的にアモルファス材料に関する疑問を提起します。これらの材料は、非常に高度な技術において重要な用途を持っています。たとえば、データを輸送するガラス繊維は機能のためにアモルファスまたは無秩序である必要があります。 この研究では、研究者は2つのコンピューターモデルの水を使用しました。彼らは、さまざまな速度で-120度まで冷却することにより、水分子のこれらの仮想「箱」を凍結しました。異なる冷却速度は、結晶氷とアモルファス氷の割合がさまざまになりました。 彼らは、X線回折研究（つまり、研究者が氷でX線を発射し、これらの光線の偏向方法を分析する）に見られるように、最大20％の結晶性（および80％のアモルファス）が低密度アモルファス氷の構造に密接に一致するように見えることを発見しました。 別のアプローチを使用して、彼らは多くの小さな氷の結晶が密接に絞り込まれた大きな「箱」を作成しました。その後、シミュレーションは、25％の結晶氷の最初のアプローチと比較して、非常に類似した構造に到達する氷の結晶間の領域を無秩序にしました。 追加の実験作業では、研究チームは、水蒸気の堆積から非常に冷たい表面（星間雲の粉塵粒の氷が形成される方法）まで、高密度アモルファスアイスとして知られるもの（極端な温度で粉砕された氷）まで、さまざまな方法で低密度のアモルファスアイスの実際のサンプルを作成しました。 その後、チームはこれらのアモルファスの氷をそっと加熱し、結晶を形成するエネルギーを持っていました。彼らは、その起源に応じて氷の構造に違いがあることに気づきました。具体的には、6倍（六角形の）配置で積み重ねられた分子の割合に変動がありました。 これは間接的な証拠であり、低密度のアモルファス氷に結晶が含まれていたと彼らは言った。それが完全に無秩序であった場合、彼らは結論付けました、氷は以前の形の記憶を保持しません。 研究チームは、彼らの発見がアモルファスアイスの性質に関する多くの追加の質問を提起したと述べた。たとえば、結晶のサイズがアモルファスアイスの形成方法によって異なるかどうか、そして真にアモルファス氷が可能かどうかによって異なります。 アモルファス氷は、科学者が摂氏-110度まで冷却された金属表面の水蒸気を凝縮した1930年代に、その低密度の形で最初に発見されました。その高密度状態は、1980年代に普通の氷が摂氏約-200度で圧縮されたときに発見されました。 UCLとケンブリッジ大学の両方に拠点を置く最新の論文の背後にある研究チームは、2023年に中密度のアモルファスアイスを発見しました。この氷は液体水と同じ密度を持っていることがわかりました（したがって、水に沈むことも浮かせません）。 ケンブリッジ大学出身の共著者アンジェロスマイケルライド教授は、「水は生命の基礎ですが、まだ完全には理解していません。アモルファスアイスは、水の多くの異常を説明するための鍵を握るかもしれません。」 デイビス博士は次のように述べています。「氷は宇宙の高性能材料である可能性があります。宇宙船を放射線から保護するか、水素と酸素の形で燃料を供給することができます。したがって、そのさまざまな形と特性について知る必要があります。」 #宇宙の氷の中の隠されたDNAサイズの結晶は水を書き直すことができます #そして生命そのもの