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2024-12-28 14:31:00
宇宙には、有機分子を含む複雑な炭素ベースの化合物が詰まっており、これらには生命の原料についての手がかりが含まれています。これらの化合物の一部は宇宙で発見されています。
過去数年間にわたり、ロボットによるミッションは彗星や小惑星からサンプルを採取し、これらの化合物がどのように形成されたのか、そして私たちの惑星の生物学的化学が遠く離れた塵雲のおかげであるかどうかを調べてきました。
この発見は、有機分子が宇宙の隅々に出現していることを示唆しており、これは私たち自身の進化がより大きな宇宙の物語に適合する可能性があることを示唆しています。
宇宙の有機分子
星間塵、彗星、小惑星の破片を研究している科学者たちは、同じテーマを発見し続けています。それは、これらの物体にはさまざまな有機分子が含まれているということです。
物語は 1986 年に始まりました。 ヨーロッパのジョット宇宙船 初めて彗星のその場分析を行った 1P/ハレー、その出現中（地球から見えたとき）。
それにより、昏睡状態の中に予想外に豊富な有機種が存在することが明らかになったが、それらの正確な起源は、高分子物質からのものであれ、より小さな分子からのものであれ、依然として不明であった。
この小型探査機は彗星を2年間追跡し、彗星が放出した塵やガスを捕捉した。機器は炭素を含む数十の分子を記録したため、科学者たちは初期の太陽系との関連性をさらに深く調査することになった。
宇宙における有機分子の過去の記録
の ロゼッタ 宇宙船は彗星の軌道を周回し、彗星に着陸した最初の宇宙船、すなわち 67P でした。 2015 年には、次のような単純な有機化合物が検出されました。 グリシン、タンパク質の構成要素です。この発見は、彗星上でこの分子が直接検出された最初の例となりました。
2022 年までに、研究者は高分解能質量分析データを分析する 特定された わずか 1 日分のロゼッタ データには 44 の有機化合物が含まれており、一部の分子の重さは最大 140 ダルトン (Da) です。
「ロゼッタは本当に見方を変えました」と彼は言いました 博士。ノラ・ハンニ、化学者 ベルン大学。この直後、彼女のチームは、地球上では一般に生物によって生成されるガスである硫化ジメチルを特定しました。
宇宙サンプルが戻ってくる小惑星
日本の はやぶさ２ そしてNASAの オシリス・レックス ミッションでは、古代の宇宙の岩石についても同様の観察が行われました。彼らは小惑星リュウグウとベンヌから物質をすくい取り、サンプルを地球に持ち帰りました。
初期の分析では、両方の小惑星には広範囲の有機物が存在することが示唆されていました。 科学者 リュウグウの研究により、15 種類のアミノ酸を含む少なくとも 20,000 種類の炭素ベースの化合物が発見されました。
「それは生命が誕生する可能性のあるすべてのものです」と彼は言いました フィリップ・シュミット・コップリン、ミュンヘン工科大学の有機地球科学者。
惑星の起源に関する質問
これらの有機物が豊富な岩石は、惑星が完全に形成される前の時代にまで遡る可能性があります。科学者たちは、これらの化合物が星の間の冷たい暗い雲の中で始まったのか、それとも若い太陽の近くのエネルギーゾーンで始まったのか疑問に思っています。
「生命の探索に興味がある私たちは、生命が存在しない中で惑星がどのようにして有機物を獲得することができたのかを理解する必要があります。」と彼は言いました。 クリストファー・グレインサウスウェスト研究所の惑星科学者。
多くの専門家は、初期の地球が居住可能になったのは宇宙から飛来した有機分子のせいではないかと疑問を抱いています。
「私たちが惑星種としてどこから来たのか知りたいです」と彼は言いました。 カリン・オーバーグ、の天体化学者 ハーバード大学。
宇宙全体にわたる初期の化学
天文学者は、多環芳香族炭化水素と呼ばれる特定の重い炭素構造を追跡しました。PAH）ビッグバンから約15億年後まで遡ります。
炭素原子は、死にかけている星の流出物中で、大きくて丈夫なリングや鎖を形成することがよくあります。
「実際、これは私たちが地球上で理解している燃焼とそれほど変わりません」とオーバーグ氏は言い、これらの分子が恒星風の中で蓄積する仕組みについて言及した。
観測により、星間空間には 200 を超える炭素含有化合物が存在することが確認されています。
暗闇の氷の研究室
分子雲では、単純な成分が冷たい塵の粒子に集まります。原子は一度くっつくと結合してメタンのような重要な分子を形成します。
時間が経つにつれて、紫外線と宇宙線は分子をラジカルな断片に分割し、それらが再結合して新しいものを形成します。実験では、これによりメタノールからグリシンまであらゆるものが生成できることが示唆されています。
「ただ冷たい暗い雲の中で、何も起こらずに複雑さを構築することができます」と彼は言いました。 アリスブース、ハーバード大学の天文学者。
惑星円盤と生まれたばかりの世界
原始惑星系円盤（赤ちゃん星の周囲の塵とガスの厚く回転する層）の観察では、メタノールやその他の有機物が恒星の誕生の激しい熱に耐えられることが示されています。
最近のモデリングでは、ディスク材料が高温の表面ゾーンと低温のミッドプレーン領域の間を循環するときに、これらの化合物がさらに洗練された構造に成長する可能性があることが示唆されています。
このプロセスは、彗星や小惑星が形成されるまでに化学物質が非常に豊富になる理由の 1 つである可能性があります。 「彗星は、私たちが過去に戻ることができる最善の方法だと思います」とハンニ氏は語った。
宇宙における有機分子の起源
有機化学物質が惑星に着陸すると、生命システムの出現の舞台となる可能性があります。いくつかの理論では、隕石または彗星が特定のアミノ酸や PAH 初期の地球へ。
宇宙生物学者たちは、どの分子が生命の確固たる証拠を示しているのか、またどの分子が偽陽性の可能性があるのかについて議論しています。
彗星 67P からの硫化ジメチルの存在は、生命のないプロセスによって、私たちが生物と関連付けがちな分子を作ることができるという考えを裏付けています。
2016年には、 ロゼッタ は、彗星 67P の表面への制御された衝突でそのミッションを終了し、その結果、さらなる分析のための豊富なデータが残されました。
それ以来、科学者たちはこれらの発見を、土星の輪の雨や隕石物質など、太陽系の他の有機物の貯蔵庫と結びつけ、それらが共通の星前起源を持っていることを明らかにした。
宇宙における有機分子の今後の研究
科学者たちは、NASA のようなミッションでこれらの謎を探求し続けるでしょう。 ヨーロッパクリッパー、欧州宇宙機関の ジュース、そして土星の衛星タイタンに向かう将来の回転翼船。
研究者らは、氷の地殻の下に隠れている海洋についてのヒントを与える可能性のある有機化合物を発見したいと考えている。
このような発見は、人類最古の疑問の一つである「宇宙で私たちは孤独なのか?」の答えに近づく可能性がある。
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#小惑星上の有機分子は深宇宙で生命が始まったことを示唆している