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小惑星リュウグウから探る太陽系有機化合物の進化

研究課題

研究課題/領域番号 20H00202
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

奈良岡 浩  九州大学, 理学研究院, 教授 (20198386)

研究分担者 濱瀬 健司  九州大学, 薬学研究院, 教授 (10284522)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
45,240千円 (直接経費: 34,800千円、間接経費: 10,440千円)
2022年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
2021年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
2020年度: 15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
キーワード小惑星リュウグウ / サンプルリターン / 炭素質隕石 / 有機化合物 / 化学進化 / アミノ酸 / 有機分子 / 光学異性体分離 / 多環芳香族炭化水素 / 太陽系有機化合物 / 超微量分析 / 地球外有機化合物 / 超高分解能質量分析 / アミノ酸分析 / はやぶさ2 / はやぶさ2
研究開始時の研究の概要

はやぶさ2探査機が持ち帰る小惑星リュウグウの試料に含まれる有機化合物の研究を通して、太陽系の炭素質な表面を持つ小惑星における有機化合物の分布・進化を明らかにする。今まで行われたことがない高感度・高分離・高質量分解能・空間分布で地球外物質中の有機化合物を総合的に分析して、炭素質小天体と様々な種類の炭素質隕石との対応関係を解明する。万が一、リュウグウ試料がもたらされない場合でも種々の炭素質隕石の総合的な研究により、太陽系有機化合物の化学進化・反応過程が明らかとなる。現在、欧米にて進行中および近い将来に計画されている様々な小惑星の探査機によるサンプルリターン試料の有機化合物分析の礎となる研究を行う。

研究成果の概要

小惑星リュウグウ物質や炭素質コンドライト隕石を水や有機溶媒で抽出し、高感度・高分解能のクロマトグラフィーや質量分析を用いて含まれる有機分子を分析した。その結果、炭素や水素、窒素、酸素、イオウなどの元素組成からなる約2万の分子組成を検出した。低分子のアミンやカルボン酸、アミノ酸、多環芳香族炭化水素、含窒素環状化合物などが含まれ、左右構造を持つアミノ酸はほぼ1:1のラセミ体で存在した。これらの有機化合物は摂動や衝突により小惑星表面から放出され、太陽系内を移動・運搬されると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

炭素質小惑星の表面上に非常に多くの有機分子が存在することを証明した。地球生命が利用しているアミノ酸や核酸塩基、およびカルボン酸などが存在することは生命誕生に至る化学進化への理解につながる。また、太陽系外惑星における生命存在の可能性についても議論できる。さらに将来、人類が地球外で活動する場合に利用できる有機物資源の分布情報も提供した。

報告書

(5件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (23件) (うち国際共著 20件、 査読あり 23件、 オープンアクセス 20件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] NASA Goddard Space Flight Center/California Institute of Technology(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Helmholtz Munich(ドイツ)

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      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] University Grenoble Alpes(フランス)

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  • [国際共同研究] NASA ゴダードスペースフライトセンター(米国)

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  • [国際共同研究] ミュンヘン工科大学(ドイツ)

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  • [国際共同研究] グルノーブル大学アルプス(フランス)

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      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Soluble organic molecules in samples of the carbonaceous asteroid (162173) Ryugu2023

    • 著者名/発表者名
      Naraoka Hiroshi、Takano Yoshinori、Dworkin Jason P.、Oba Yasuhiro、Hamase Kenji、Furusho Aogu、Ogawa Nanako O.、Hashiguchi Minako、Fukushima Kazuhiko、Aoki Dan ... Yabuta Hikaru ... et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 379 号: 6634 ページ: 9033-9033

    • DOI

      10.1126/science.abn9033

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Samples returned from the asteroid Ryugu are similar to Ivuna-type carbonaceous meteorites2023

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Tetsuya、Nagashima Kazuhide、Nakai Izumi、Young Edward D.、Abe Yoshinari、Aleon Jerome、Alexander Conel M. O’D.、Amari Sachiko、Amelin Yuri、Bajo Ken-ichi ... Yabuta Hikaru ... et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 379 号: 6634 ページ: 7850-7850

    • DOI

      10.1126/science.abn7850

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Formation and evolution of carbonaceous asteroid Ryugu: Direct evidence from returned samples2023

    • 著者名/発表者名
      Nakamura T.、Matsumoto M.、Amano K.、Enokido Y.、Zolensky M. E.、Mikouchi T.、Genda H.、Tanaka S.、Zolotov M. Y.、Kurosawa K. .. Yabuta H. ... et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 379 号: 6634 ページ: 8671-8671

    • DOI

      10.1126/science.abn8671

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Noble gases and nitrogen in samples of asteroid Ryugu record its volatile sources and recent surface evolution2023

    • 著者名/発表者名
      Okazaki Ryuji、Marty Bernard、Busemann Henner、Hashizume Ko、Gilmour Jamie D.、Meshik Alex、Yada Toru、Kitajima Fumio、Broadley Michael W.、Byrne David ... Yabuta Hikaru ... et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 379 号: 6634 ページ: 431-431

    • DOI

      10.1126/science.abo0431

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Macromolecular organic matter in samples of the asteroid (162173) Ryugu2023

    • 著者名/発表者名
      Yabuta Hikaru、Cody George D.、Engrand Cecile、Kebukawa Yoko、De Gregorio Bradley、Bonal Lydie、Remusat Laurent、Stroud Rhonda、Quirico Eric、Nittler Larry、Hashiguchi Minako、Komatsu Mutsumi et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 379 号: 6634 ページ: 9057-9057

    • DOI

      10.1126/science.abn9057

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Uracil in the carbonaceous asteroid (162173) Ryugu2023

    • 著者名/発表者名
      Oba Yasuhiro、Koga Toshiki、Takano Yoshinori、Ogawa Nanako O.、Ohkouchi Naohiko、Sasaki Kazunori、Sato Hajime、Glavin Daniel P.、Dworkin Jason P. ... Yabuta Hikaru ... Hayabusa2-initial-analysis SOM team
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 号: 1 ページ: 1292-1292

    • DOI

      10.1038/s41467-023-36904-3

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Extraterrestrial amino acids and amines identified in asteroid Ryugu samples returned by the Hayabusa2 mission2023

    • 著者名/発表者名
      Parker Eric T.、McLain Hannah L.、Glavin Daniel P.、Dworkin Jason P.、Elsila Jamie E.、Aponte Jose C.、Naraoka Hiroshi (30著者のうち7番目)、、、、、Tsuda Yuichi、Terui Fuyuto、Noguchi Takaaki、Okazaki Ryuji、Watanabe Sei-ichiro、Nakamura Tomoki
    • 雑誌名

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      巻: 347 ページ: 42-57

    • DOI

      10.1016/j.gca.2023.02.017

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] PAHs, hydrocarbons, and dimethylsulfides in Asteroid Ryugu samples A0106 and C0107 and the Orgueil (CI1) meteorite2023

    • 著者名/発表者名
      Aponte Jose C.、Dworkin Jason P.、Glavin Daniel P.、Elsila Jamie E.、Parker Eric T.、McLain Hannah L.、Naraoka Hiroshi (32著者のうち7番目)、、、、、、Tsuda Yuichi、Watanabe Sei-ichiro、The Hayabusa2-initial-analysis SOM team、The Hayabusa2-initial-analysis core team
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 75 号: 1 ページ: 28-28

    • DOI

      10.1186/s40623-022-01758-4

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The noble gas and nitrogen relationship between Ryugu and carbonaceous chondrites2023

    • 著者名/発表者名
      Broadley M.W.、Byrne D.J.、Fri E.、et al.
    • 雑誌名

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      巻: 345 ページ: 62-74

    • DOI

      10.1016/j.gca.2023.01.020

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Soluble Sulfur-Bearing Organic Compounds in Carbonaceous Meteorites: Implications for Chemical Evolution in Primitive Asteroids2022

    • 著者名/発表者名
      Naraoka Hiroshi、Hashiguchi Minako、Okazaki Ryuji
    • 雑誌名

      ACS Earth and Space Chemistry

      巻: 7 号: 1 ページ: 41-48

    • DOI

      10.1021/acsearthspacechem.2c00157

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A dehydrated space-weathered skin cloaking the hydrated interior of Ryugu2022

    • 著者名/発表者名
      Noguchi Takaaki、Matsumoto Toru、Miyake Akira、Igami Yohei、Haruta Mitsutaka、Saito Hikaru、Hata Satoshi、Seto Yusuke、Miyahara Masaaki、Tomioka Naotaka ... Yabuta Hikaru ... et al.
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: 7 ページ: 170-170

    • DOI

      10.1038/s41550-022-01841-6

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      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Contribution of Ryugu-like material to Earth’s volatile inventory by Cu and Zn isotopic analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Paquet Marine、Moynier Frederic、Yokoyama Tetsuya、Dai Wei、Hu Yan、Abe Yoshinari、Aleon Jerome、O’D. Alexander Conel M.、Amari Sachiko、Amelin Yuri ... Yabuta Hikaru ... et al.
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: 7 号: 2 ページ: 182-189

    • DOI

      10.1038/s41550-022-01846-1

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Oxygen isotopes of anhydrous primary minerals show kinship between asteroid Ryugu and comet 81P/Wild22022

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Noriyuki、Nagashima Kazuhide、Sakamoto Naoya、Matsumoto Toru、Bajo Ken-ichi、Wada Sohei、Igami Yohei、Miyake Akira、Noguchi Takaaki、Yamamoto Daiki ... Yabuta Hikaru ... et al.
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 8 号: 50 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1126/sciadv.ade2067

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] First asteroid gas sample delivered by the Hayabusa2 mission: A treasure box from Ryugu2022

    • 著者名/発表者名
      Okazaki Ryuji、Miura Yayoi N.、Takano Yoshinori、Sawada Hirotaka、Sakamoto Kanako、Yada Toru、Yamada Keita、Kawagucci Shinsuke、Matsui Yohei、Hashizume Ko ... Yabuta Hikaru ... et al.
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 8 号: 46 ページ: 2375-2548

    • DOI

      10.1126/sciadv.abo7239

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Antarctic micrometeorite composed of CP and CS IDP‐like material: A micro‐breccia originated from a partially ice‐melted comet‐like small body2022

    • 著者名/発表者名
      Noguchi Takaaki、Matsumoto Rikako、Yabuta Hikaru、Kobayashi Hanae、Miyake Akira、Naraoka Hiroshi、Okazaki Ryuji、Imae Naoya、Yamaguchi Akira、Kilcoyne A. L. David、Takeichi Yasuo、Takahashi Yoshio
    • 雑誌名

      Meteoritics & Planetary Science

      巻: 57 号: 11 ページ: 2042-2062

    • DOI

      10.1111/maps.13919

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis of Amino Acids from Aldehydes and Ammonia: Implications for Organic Reactions in Carbonaceous Chondrite Parent Bodies2022

    • 著者名/発表者名
      Koga Toshiki、Naraoka Hiroshi
    • 雑誌名

      ACS Earth and Space Chemistry

      巻: 6 号: 5 ページ: 1311-1320

    • DOI

      10.1021/acsearthspacechem.2c00008

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      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pebbles and sand on asteroid (162173) Ryugu: In situ observation and particles returned to Earth2022

    • 著者名/発表者名
      Tachibana S.、Abe M. et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 375 号: 6584 ページ: 1011-1016

    • DOI

      10.1126/science.abj8624

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Identifying the wide diversity of extraterrestrial purine and pyrimidine nucleobases in carbonaceous meteorites2022

    • 著者名/発表者名
      Oba Yasuhiro、Takano Yoshinori、Furukawa Yoshihiro、Koga Toshiki、Glavin Daniel P.、Dworkin Jason P.、Naraoka Hiroshi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 2008-2008

    • DOI

      10.1038/s41467-022-29612-x

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Preliminary analysis of the Hayabusa2 samples returned from C-type asteroid Ryugu2021

    • 著者名/発表者名
      Yada Toru、Abe Masanao、et al.
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: 6 号: 2 ページ: 214-220

    • DOI

      10.1038/s41550-021-01550-6

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Interactions between organic compounds and olivine under aqueous conditions: A potential role for organic distribution in carbonaceous chondrites2021

    • 著者名/発表者名
      Muneishi Keisuke、Naraoka Hiroshi
    • 雑誌名

      Meteoritics and Planetary Science

      巻: 56 号: 2 ページ: 195-205

    • DOI

      10.1111/maps.13614

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extraterrestrial hydroxy amino acids in CM and CR carbonaceous chondrites2021

    • 著者名/発表者名
      Koga Toshiki、Parker Eric T.、McLain Hannah L.、Aponte Jose C.、Elsila Jamie E.、Dworkin Jason P.、Glavin Daniel P.、Naraoka Hiroshi、Sandford Scott
    • 雑誌名

      Meteoritics and Planetary Science

      巻: 56 号: 5 ページ: 1005-1023

    • DOI

      10.1111/maps.13661

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Analytical development of seamless procedures on cation-exchange chromatography and ion-pair chromatography with high-precision mass spectrometry for short-chain peptides.2021

    • 著者名/発表者名
      Takano, Y., Oba, Y., Furota, S., Naraoka, H., Ogawa, N., Blattmann, T. M. and Ohkouchi, N.
    • 雑誌名

      Inter. J. Mass Spectrom.

      巻: 462 ページ: 116529-116529

    • DOI

      10.1016/j.ijms.2021.116529

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Extraterrestrial hexamethylenetetramine in meteorites-a precursor of prebiotic chemistry in the inner solar system.2020

    • 著者名/発表者名
      Oba Y., Takano Y., Naraoka H., Furukawa Y., Glavin D. P., Dworkin J. P. and Tachibana S.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 6243-6243

    • DOI

      10.1038/s41467-020-20038-x

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Hydrogen isotope distribution of hydrous minerals in carbonaceous chondrites determined by two-step pyrolysis coupled with chromium reduction2023

    • 著者名/発表者名
      Naraoka Hiroshi, Yurimoto Hisayoshi
    • 学会等名
      The 54th Lunar and Planetary Science Conference 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prebiotic organic compounds in a carbonaceous asteroid (162173) Ryugu2022

    • 著者名/発表者名
      Naraoka Hiroshi, Takano Yoshinori, Dworkin Jason P.ら
    • 学会等名
      Astrobiology Science Conference 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Organic molecules in the returned samples from Ryugu by the Hayabusa2 mission2022

    • 著者名/発表者名
      Naraoka Hiroshi, Takano Yoshinori, Dworkin Jason P.ら
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] HCHO: A central role of molecular evolution in extraterrestrial materials2022

    • 著者名/発表者名
      Naraoka Hiroshi
    • 学会等名
      Symposium on Next Generation Astrochemistry
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Multi-dimensional HPLC analysis of chiral amino acids in complicated matrices including clinical, food and extraterrestrial samples2022

    • 著者名/発表者名
      Hamase Kenji
    • 学会等名
      12th International symposium on drug analysis & 32nd International symposium on pharmaceutical and biomedical analysis
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multi-dimensional and enantioselective HPLC analysis of amino acids and related compounds -method development and application to real-world samples-2022

    • 著者名/発表者名
      Hamase Kenji
    • 学会等名
      RSC Tokyo International Conference 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多次元HPLCを用いる宇宙試料中のキラルアミノ酸分析2022

    • 著者名/発表者名
      浜瀬 健司
    • 学会等名
      国際アミノ酸協会(ICAAS)第34回アミノ酸セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] キラルアミノ酸の多次元HPLC分析法開発と生体・食品・宇宙試料における含量解析2022

    • 著者名/発表者名
      浜瀬 健司
    • 学会等名
      新アミノ酸分析研究会第12回学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Soluble organic compounds in Asteroid 162173 Ryugu2022

    • 著者名/発表者名
      H. Naraoka, Y. Takano, J.P. Dworkin, et al.
    • 学会等名
      The 53th Lunar and Planetary Science Conference 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 地球外有機化合物の高分解能質量分析2021

    • 著者名/発表者名
      奈良岡 浩
    • 学会等名
      第69回質量分析総合討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Soluble organic matter (SOM) analysis of the Hayabusa2 samples: The first results2021

    • 著者名/発表者名
      H. Naraoka, Y. Takano, J.P. Dworkin, et al.
    • 学会等名
      Hayabusa Symposium 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 炭素質隕石中のMgを含む有機化合物2020

    • 著者名/発表者名
      橋口未奈子, 奈良岡浩
    • 学会等名
      日本地球化学会第67回オンライン年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 種々の地球外試料におけるキラルアミノ酸の三次元HPLC分析2020

    • 著者名/発表者名
      古庄仰,秋田健行,三田真史,奈良岡浩,浜瀬健司
    • 学会等名
      第27回クロマトグラフィーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 炭素質小惑星(162173)リュウグウの試料中の可溶性有機分子

    • URL

      https://www.kyushu-u.ac.jp/ja/researches/view/886

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] ⼩惑星リュウグウに核酸塩基とビタミンが存在

    • URL

      https://www.kyushu-u.ac.jp/ja/researches/view/895

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 小惑星リュウグウ試料中の黒い固体有機物

    • URL

      https://www.kyushu-u.ac.jp/ja/researches/view/887

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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