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2013 Fiscal Year Annual Research Report

星間分子雲における極低温表面原子反応によるアミノ酸の重水素濃集機構の解明

Research Project

Project/Area Number 24840001
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

大場 康弘  北海道大学, 低温科学研究所, 特任助教 (00507535)

Project Period (FY) 2012-08-31 – 2014-03-31
Keywordsアミノ酸 / 重水素濃集 / 星間分子雲 / 極低温表面反応
Research Abstract

本研究では,星間分子雲に存在する氷星間塵表面におけるアミノ酸およびその前駆物質の重水素濃集機構解明を目的としている。
前年度までにアミノ酸蒸着装置の選定・購入を済ませ,さらに本研究専用の超高真空極低温表面反応実験装置の設計・組み立ての大半を終えていた。本年度はまず装置の組み立てを完成させ,真空度計測装置や温度モニター,加熱用ヒーター用の電気系統の配線をおこない,さらに原子源および蒸着装置の水冷用の水回りの整備をおこない,装置を起動できるまでに至った。
もっとも単純なアミノ酸であるグリシン50㎎を蒸着装置の石英サンプルホルダーに入れ,蒸着装置を実験装置に取り付けて真空引きした。一晩以上真空で放置し,アミノ酸に吸着している可能性がある水などを除去した。蒸着装置先端を反応基板の表面からからおよそ1.5cmの位置に固定し,160℃に加熱した。160℃に到達後,蒸着装置先端のシャッターを開け,12Kに冷却した反応基板上にグリシンを蒸着させた。赤外分光光度計による分析で,グリシンが実際に反応基板に蒸着されていることを確認した。得られたスペクトルは,同様の方法で蒸着されたグリシンのものと,よく一致した。グリシン蒸着量を正確に見積もることは現時点で容易でないが,先行研究と比較すると,厚さ数ミクロンの薄膜だと考えられる。
続いて,作製したグリシン薄膜(12K)に原子源で作製した重水素原子を4時間照射した。照射開始後30分程度で照射前の赤外吸収スペクトルには見られなかった領域に吸収バンドが成長し,これらが重水素置換体に由来するものだと判断した。本研究結果は,グリシンが星間分子雲における極低温固体表面反応で重水素濃集可能であることを強く示唆するものである。さらに炭素質隕石中グリシンが重水素に富むことと調和的であり,星間塵表面反応が隕石有機物の重水素濃集の要因の一つとなる可能性を初めて示すことができた。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Hydrogen isotopic substitution of solid methylamine through atomic surface reactions at low temperatures: A potential contribution to the D/H ratio of methylamine in molecular clouds2014

    • Author(s)
      Y. Oba
    • Journal Title

      Meteoritics & Planetary Science

      Volume: 49 Pages: 117-132

    • DOI

      10.1111/maps.12096

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 極低温固体エタノールの水素-重水素トンネル置換反応2014

    • Author(s)
      尾坂和哉
    • Organizer
      日本物理学会 第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス,平塚市
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] Role of quantum tunneling for the formation of H2O by reaction of H2 with OH on interstellar grains2014

    • Author(s)
      Y. Oba
    • Organizer
      247th ACS National Meeting
    • Place of Presentation
      Dallas Convention Center, Dallas, USA
    • Year and Date
      20140316-20140320
  • [Presentation] 極低温表面反応によるエタノールの水素-重水素交換2013

    • Author(s)
      尾坂和哉
    • Organizer
      第38回原子衝突学会年会
    • Place of Presentation
      理化学研究所(和光)鈴木梅太郎記念ホール
    • Year and Date
      20131116-20131117
  • [Presentation] 極低温原子表面反応によるエタノールの水素-重水素交換反応2013

    • Author(s)
      尾坂和哉
    • Organizer
      第34回原子衝突若手の会 秋の学校
    • Place of Presentation
      熱海姫の沢自然の家,熱海市
    • Year and Date
      20131012-20131014
  • [Presentation] Isotope Effect in the Formation of Solid Water by Surface Reactions at 10 K2013

    • Author(s)
      Y. Oba
    • Organizer
      Goldschmidt2013
    • Place of Presentation
      Firenze Fiera congress centre, Florence, Italy
    • Year and Date
      20130825-20130830
  • [Presentation] Experimental study of quantum-tunneling surface reaction OH + H2 → H2O+ H at 10 K2013

    • Author(s)
      Y. Oba
    • Organizer
      29th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • Place of Presentation
      Katahira Sakura Hall, Tohoku Univ., Sendai
    • Year and Date
      20130605-20130607
  • [Presentation] 星間塵表面反応による水と有機物の共進化2013

    • Author(s)
      大場康弘
    • Organizer
      JPGU meeting 2013
    • Place of Presentation
      幕張メッセ, 千葉
    • Year and Date
      20130519-20130524
    • Invited
  • [Presentation] Formation of H2O Ice on Cold Interstellar Grains: Reaction Kinetics and the Structure of Ice2013

    • Author(s)
      Y. Oba
    • Organizer
      Workshop on Ice and Water Films
    • Place of Presentation
      Seoul National University, Seoul, South Korea
    • Year and Date
      20130506-20130508
    • Invited
  • [Remarks] 北海道大学低温科学研究所 宇宙物質科学宇宙雪氷学グループ(所属研究室ホームページ)

    • URL

      http://www.lowtem.hokudai.ac.jp/astro/oba/index.html

URL: 

Published: 2015-05-28  

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