2022 Fiscal Year Annual Research Report
Experimental Studies on Roles of Solar Energetic Particles in the Generation of Life on the Primitive Earth
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20H02014
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
小林 憲正 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 名誉教授 (20183808)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三田 肇 福岡工業大学, 工学部, 教授 (00282301)
癸生川 陽子 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (70725374)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 太陽エネルギー粒子 / 銀河宇宙線 / 生命の起源 / 一酸化炭素 / 一酸化二窒素 / アミノ酸前駆体 / 陽子線照射 / スピン偏極ミュオン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
若い太陽が高エネルギーかつ高フラックスの太陽エネルギー粒子(SEPs)を放出した可能性が示唆されたことから，生命誕生における SEPsの役割について，加速器を用いた実験の結果をもとに考察した。初期地球大気を模した二酸化炭素・一酸化炭素・窒素・水蒸気の混合気体に東京都市大学のタンデム加速器からの高エネルギー陽子線を照射すると，強い温室効果をもつ一酸化二窒素の生成が確認された。これが暗い若い太陽の下で地球の凍結を防いだ可能性が考えられる。また，アミノ酸前駆体が高効率で生成した。40億年前のSEPsのフラックスの推定値を用いて計算すると，毎年100 メガトン以上のアミノ酸の生成が推定された。これは隕石や宇宙塵などにより地球外から供給されたアミノ酸量の推定値を大きく上回る。なお，このアミノ酸前駆体はアミノニトリルのような従来想定されていたような低分子量のものは少なく，その多くは分子量の大きいものであることが示唆された。このことは，初期地球上での化学進化が従来想定されていたような低分子量有機化合物間の既知の化学反応の組み合わせのみでは説明できないことを示す。
地球生物がL-アミノ酸を選択的に用いていることは，生命起源研究において未解決の謎である。本研究ではSEPsが大気分子と衝突する時にスピン偏極ミュオンが生じ，これがアミノ酸のエナンチオ過剰生成に関与する可能性が考えられる。この点について，大強度陽子加速器施設(J-PARC)を用いてDL-アラニンへのスピン偏極ミュオン照射実験を行ったところ，アミノ酸に不斉が生じる可能性が示唆された。以上の結果より，SEPsが地球上での生命の誕生において極めて重要な働きを行ったことが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(81 results)
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[Presentation] Stability of complex amino acid precursors of interstellar origin in space2023
Author(s)
K. Kobayashi, I. Ikeda, A. Ishikawa, N. Imai, Y. Kebukawa, H. Mita, J. Takahashi, H. Shibata, I. Yoda, H. Fukuda, Y. Oguri , K. Nakagawa, I. Sakon, S. Yokobori, H. Yano, Tanpopo2 Research Team
Organizer
EANA 2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] Current status of the post-Tanpopo space exposure experiments2023
Author(s)
H. Mita, S. Yokobori, T. Fujita, K. Tomita-Yokotani, M. Sugimoto, Y. Bessho, K. Nakagawa, K. Kobayashi, Y. Kebukawa, H. Shibata, S. Kimura, A. Kume, Y. Hiwatashi, T. Milojevic, M. Ong, C.-H. Maeng, H. Katoh, T. Abe, K. Okudaira, H. Yano, A. Yamagishi
Organizer
EANA 2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] たんぽぽ２曝露・捕集実験試料の地球帰還後分析の科学成果2023
Author(s)
矢野 創, 三田 肇, 癸生川 陽子, 小林 憲正, 左近 樹, 横谷 香織, 新井 和吉, 遠藤 いずみ, 両角 聖来, PINAULT Lewis, 和久井 穀貴, 藤島 晧介, 今井 栄一, 木村 駿太, 中川 和道, 奥平 恭子, 佐々木 聰, 田端 誠, 冨田 勝, 山岸明彦
Organizer
第23回宇宙科学シンポジウム
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[Presentation] Formation of Bioorganic Compounds in Weakly Reducing Atmospheres by Solar Energetic Particlesfrom the Young Sun2023
Author(s)
K. Kobayashi, V. S. Airapetian, T. Udo, Y. Kebukawa, B. Kunwar, K. Kawamura, J. Takahashi, H. Shibata, H. Mita, H. Fukuda, Y. Oguri
Organizer
生命の起原および進化学会第47回学術講演会
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[Presentation] The Rise and Development of Habitability Through Formation of Organic Compounds on the Early Earth via Solar Energetic Particles2022
Author(s)
K. Kobayashi, T. Udo, M. Kinoshita, K. Naito, S. Mouri, Y. Kebukawa, B. Kunwar, K. Kawamura, H. Fukuda, Y. Oguri, V. Airapetian
Organizer
Japan Geoscience Union Meeting 2022
Int'l Joint Research
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[Presentation] たんぽぽ２におけるアミノ酸関連分子の宇宙曝露実験2022
Author(s)
石川あかり, 今井直希, 清水航介, 癸生川陽子, 三田肇, 中川和道, 柴田裕実, 高橋淳一, 福田一志，小栗慶之，左近樹, 矢野創, 小林憲正
Organizer
日本宇宙生物科学会第36回大会
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[Book] 生命起源の事典2024
Author(s)
藪田ひかるほか編，小林憲正ほか
Total Pages
312
Publisher
朝倉書店
ISBN
978-4-254-16078-9
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