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観測と化学反応シミュレーションによる星間空間のグリシンとその前駆体の研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J03618
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 天文学
研究機関総合研究大学院大学

研究代表者

鈴木 大輝  総合研究大学院大学, 物理科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードアストロバイオロジー / 星間化学 / 星間分子 / 化学進化 / グリシン前駆体
研究実績の概要

星が生まれる領域でどのような分子がどのようにして複雑に進化していくのかはまだよくわかっていない。特にアミノ酸が宇宙で形成されれば惑星上に運搬され、生命の発生に至る惑星上の化学進化につながる可能性がある。そこで当研究では最も簡単なアミノ酸であるグリシンがどのように進化していくかを化学反応ネットワークシミュレーションを用いて研究した。
シミュレーションでは希薄なガスからコアができ、星が生まれて温度が上昇するという一連の星形成のプロセスに沿って各化学種の時間進化を計算し、どのようにして複雑な分子が形成されるかを調べた。元素は初めに原子として存在しているとし、化学反応はKIDAと呼ばれる化学反応のデータセットに加え、Garrod (2013)で確立された複雑な有機分子の反応を取り入た。さらに、当研究では過去のシミュレーションによる研究にて考慮されていなかった星間紫外線による比熱的水素の反応を初めて取り入れた。過去の実験で示唆されているように、星間塵表面の有機分子が紫外線で破壊される際に高いエネルギーを持った水素原子(以下H*)が生じる可能性がある。するとCO2と反応してHOCOとなり、CH3NH2の一部が破壊されてできるCH2NH2と反応してグリシンになる可能性があるので、H*を考慮に入れた際に過去の研究と比べてどのような差異が生じるかを調べた。
その結果、H*を考慮に入れるとこれまで考えられていたよりも10倍程度多くグリシンが生成されうることが分かった。これまでのシミュレーションではグリシンの生成に必要なHOCOはギ酸(HCOOH)の破壊によりもたらされてきたが、H*の効果を入れるとより豊富にあるCO2からHOCOが生成されるためである。
当研究の目標であった前駆体からグリシンに至るまでの化学進化に新たな知見を与えたといえる。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] ボルドー大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Survey Observations of a Possible Glycine Precursor, Methanimine (CH2NH)2016

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, Taiki; Ohishi, Masatoshi; Hirota, Tomoya; Saito, Masao; Majumdar, Liton; Wakelam, Valentine
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 825 号: 1 ページ: 79-79

    • DOI

      10.3847/0004-637x/825/1/79

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Distribution of CCS and HC3N in L1147, an Early Phase Dark Cloud2014

    • 著者名/発表者名
      Taiki Suzuki, Ohishi Masatoshi, and Hirota Tomoya
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal

      巻: 788 号: 2 ページ: 108-108

    • DOI

      10.1088/0004-637x/788/2/108

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Formation process to glycine with suprathermal hydrogen atoms2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木大輝,大石雅寿,齋藤正雄,廣田朋也, M. Liton, V. Waelam
    • 学会等名
      IAUS 332: Astrochemistry VII; Through the Cosmos from Galaxies to Planets
    • 発表場所
      Puerto Varas
    • 年月日
      2017-03-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study on Evolution of N-bearing Complex Organic Molecules towards Glycine2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木大輝,大石雅寿,齋藤正雄,廣田朋也, M. Liton, V. Waelam
    • 学会等名
      宇宙における生命素材物質のルーツ:天文学と分光学の融合
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2016-11-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Chemical Properties of Glycine rich sources2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木大輝, 大石雅寿,齋藤正雄,廣田朋也, M. Liton, V. Wakelam
    • 学会等名
      ISM2016
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2016-10-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ホットコアにおける複雑有機分子の形成モデル2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木大輝,大石雅寿,齋藤正雄,廣田朋也, M. Liton, V. Waelam
    • 学会等名
      アストロバイオロジーネットワーク2016年年会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Physical Properties of CH2NH-rich Sources2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木大輝
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2015
    • 発表場所
      ホノルルSheratron Wikiki
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Physical Properties of CH2NH-rich sources2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木大輝
    • 学会等名
      8th Astrobiology Workshop
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グリシン前駆体, CH2NHが豊富な天体の物理的特徴2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木大輝
    • 学会等名
      日本天文学会2015年秋季年会
    • 発表場所
      甲南大学
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] グリシン前駆体の化学進化2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木大輝
    • 学会等名
      第45回天文・天体物理若手夏の学校
    • 発表場所
      長野県圓山荘
    • 年月日
      2015-07-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Chemical/Physical Properties of CH2NH Sources2014

    • 著者名/発表者名
      Taiki Suzuki
    • 学会等名
      Workshop on Interstellar Matter 2014
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-10-16 – 2014-10-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] グリシン前駆体検出天体における有機分子の多様性とその特徴2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木大輝
    • 学会等名
      秋季天文学会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] グリシン前駆体の多天体探査2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木大輝
    • 学会等名
      生命起源・アストロバイオロジー 夏の学校
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Survey Observations of A Glycine Precursor, Methylenimine (CH2NH)2014

    • 著者名/発表者名
      Taiki Suzuki
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2014年大会 国際セッション “Astrobiology: Origins, Evolution, Distribution of Life”
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-07-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Survey Observations of A Glycine Precursor, CH2NH2014

    • 著者名/発表者名
      Taiki Suzuki
    • 学会等名
      Origins2014
    • 発表場所
      奈良県新公会堂
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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