2015 Fiscal Year Research-status Report
生命の起源となった地球外アミノ酸を探る可視光領域の実験室レーザー分光
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15K05395
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
荒木 光典 東京理科大学, 研究推進機構総合研究院, 研究員 (90453604)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | Cavity Ring Down / レーザー分光 / 宇宙空間 / アミノ酸 / イオン化 / 吸収線 / 放電 / プラズマ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
可視光領域の実験室レーザー分光（Cavity Ring Down: CRD）により、生命起源となった地球外アミノ酸を見つけ出す計画である。地球の生命発生にかかわった有機物は宇宙空間で生成されて地球に運ばれた可能性が指摘されている。電波を用いた探査ではまだアミノ酸などの生命関連分子は検出されていないが、可視光領域ではすでに多数の同サイズの分子が未同定のまま吸収線として検出されている。研究代表者はその中に生命起源となった分子がイオン化された状態で含まれていると考えている。吸収線の波長から分子種が特定できるため、実験室で放電プラズマによりこれら分子のイオン化を行い、吸収波長を CRD 分光を用いて測定する。
本年度は、ベンゾニトリルを用いて、放電を行い、その生成物のスペクトル探査を行った。その結果、582nm付近に直線炭素鎖分子と推定されるスペクトル線が現れた。解析の結果、2Π-2Πの電子遷移であることが分かった。この帰属から、直線炭素鎖分子C7Nである可能性が高まった。現在、予想される振動励起状態のピークの測定を試みている。もし、これが検出されれば、このスペクトルをC7Nに同定することができる。
C7NはCN構造を持つことから、アミノ酸のイオン化の最適条件の検討を行うことができる。この分子の同定を行った後、その条件において、グリシンを導入して、イオン化を試みる。現在予想されるグリシンカチオンのスペクトルのシミュレーションを行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ベンゾニトリルを用いて、ホロカソード放電を600Vで行い、その生成物のスペクトル探査を行ったところ、582nm付近に直線炭素鎖分子と推定されるスペクトル線が2本現れた。この2本は、短波長側に切り立ったバンドヘッド構造を有しており、解析の結果、2Π-2Πの電子遷移である可能性が極めて高いことが分かった。よって、直線炭素鎖分子C7Nである可能性が高まった。
ところが、これまでの先行研究では、この分子の582nm付近のバンドは、2Π－2Σの電子遷移であることが、報告されている。ただし、この報告は、低分解能のスペクトルを根拠としている。我々の研究の結果、この電子遷移の帰属を修正する可能性がある。その場合、C7Nの基底状態は、2Σではなく、2Πである。そのためには、低分解能のスペクトルと振動励起状態のピーク構造が一致しなければならない。現在、振動構造の調査を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、C7Nの予想される振動励起状態のピークの測定を試みている。もし、これが検出されれば、このスペクトルをC7Nに同定することができる。すると、上記のように、基底状態の帰属を修正することになる。振動励起状態のピークを検出するためには、スペクトルのS/Nの現在お3倍程度向上しなければならない。そのために、装置の真空度の向上、電極の最適化、排気速度の改善を行っている。
C7Nの帰属後は、C7NがCN構造を持つことから、その最適条件は、アミノ酸のイオン化の最適条件として用いることができる。そこで、その条件において、グリシンを導入して、イオン化を試みる。現在、グリシンカチオンの回転構造を含む電子遷移スペクトルのシミュレーションを300Kの温度で行っている。
グリシンイオンの電子遷移の波長がわかれば、直ちにその波長を星間空間で観測されている可視光領域の星間未同定吸収線と比較する。それにより、星間空間で、グリシンイオンが検出される可能性がある。もし、波長の一致が見られず未同定吸収線が帰属できない場合は、星間空間における上限値の決定を行う。その後研究は、他のアミノ酸および窒素含有分子へと展開する計画である。
また、観測波長帯を530nm以上の領域に拡張すべく、YAGレーザーの3倍波結晶の導入を改革している。これを導入すれば、アミノ酸等のイオンに対して、355nmまでの測定が可能になる。
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| Causes of Carryover |
購入予定の倍波結晶をレーザーに装着すると、現在の波長帯580nmは動作が不利になる。そこで、購入を延期した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
現在の波長帯580nmでの測定が間もなく終了するため、予定通り購入を行う。
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Research Products
(10 results)
