2023 Fiscal Year Annual Research Report
太陽系形成初期の小天体における放射性核種起源のガンマ線によるアミノ酸形成の検証
| Project/Area Number |
21K18648
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
癸生川 陽子 東京工業大学, 理学院, 准教授 (70725374)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
|
| Keywords | 隕石母天体 / ガンマ線 / アミノ酸 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，太陽系形成初期において，小天体内部で起こった水質変質過程でのアミノ酸などの有機物形成に対するガンマ線の寄与を明らかにすることである。始原的な隕石には，アミノ酸などの有機物を含むものがあり，このような地球外有機物が原始地球において，生命の原材料となった可能性がある。このような隕石の母天体は集積時に氷を含んでおり，その形成初期に放射性核種の崩壊による熱で氷が溶け，水質変質が起こったことが知られている。このような液体の水を生じる過程は，有機物の形成・進化にも寄与したと考えられている。代表者らは，小天体を模擬した水熱実験において，ホルムアルデヒドやアンモニアなどの単純な分子から，隕石に含まれているものと同様の複雑高分子有機物やアミノ酸などが形成されることを示した(Kebukawa et al. 2013, 2017, 2020; Kebukawa & Cody 2015)。しかし，代表者らを含めこれまでこのような小天体における反応の研究においては，熱の影響のみが考慮されており，放射性核種から放出されるガンマ線などの放射線の効果はまったく考慮されてこなかった。このような放射線による非平衡反応は，熱による平衡反応とは全く異なる生成物を生じる可能性がある。本研究では，全く新しい観点として放射性核種の崩壊により放出されるガンマ線が直接分子に作用し化学反応を促進するという仮定を立て，ガンマ線によるアミノ酸の形成を実験により検証した。
ホルムアルデヒドとアンモニアを含む水溶液を，ガラス管に真空封入し， ガンマ線照射実験を行った。GCMSやHPLCを用いてアミノ酸や糖の分析を行った。その結果，ガンマ線がアミノ酸や糖の形成を促進することがわかった。また，生成物全体を調べるため，赤外分光分析及びエレクトロスプレーイオン化Orbitrap質量分析による精密質量分析を行った。
|
