宇宙の生命素材物質の形成過程を解明:他の惑星系にも生命が存在する期待が高まる
国立天文台 野辺山 > NEWS > 2014年9月10日)
【概要】 国立天文台天文データセンターの大石雅寿センター長を中心とする研究チームは、生命に
必須なアミノ酸であるグリシンの前段階物質と考えられるメチルアミンを、国立天文台野辺山観測所
の45m大型電波望遠鏡によって複数の星形成領域において検出することに成功しました。
同チームは、これまでの研究成果も総合することにより、宇宙に豊富に存在する青酸を出発物質とし、
段階的に複雑化することを通じてグリシンが作られている可能性が高いことを世界で初めて観測的に
示しました。宇宙由来の生命素材物質は、惑星形成過程で彗星や隕石によって惑星に運搬され、
その後の複雑な化学進化を経て生命に至ったと考えられ、他の惑星系にも生命が存在する期待を
高める結果と考えられます。
【研究の背景と動機】 「生命はどうやって発生したのか」は人類の根源的問いの一つと言えます。
「私達は宇宙で孤独な存在なのか、あるいは、他惑星に仲間がいるのか?」
地球の生命は約35億年前に誕生し、地球環境の変化と共に進化してきました。生体内では多種多様な
化学反応が起きており、生命を理解するためには非常に広範な科学分野の密接な連携が必要となります。
そして、「宇宙における生命の起源・進化・分布・未来の研究」を目的とするアストロバイオロジーという
新しい学問分野が1990年代末に提案され、日本でも多くの研究者がアストロバイオロジーに参加する
ようになりました。最近では、「生命素材物質」(アミノ酸、糖、核酸塩基やそれらの前段階物質(前駆体)
などの有機分子)を宇宙から初期惑星環境に持ち込むことが生命の発生にとって重要ではないかとの
アイデアも出されています(下図を参照)。1995年の最初の発見以来、太陽系外惑星が1800個以上
(2014年8月現在)見つかり、その中には地球に似た惑星も見つかってきました。
このため、他の惑星にも生命が存在するかもしれないとの期待が高まっています。
実際、国立天文台も参加して建設・運用しているアルマ望遠鏡が解明を目指す重要な科学テーマの
一つに「宇宙のアミノ酸の発見」が挙げられ、また、今年度より建設が始まったTMT望遠鏡でも、
「宇宙生命の兆候(バイオマーカー)」が大きな研究テーマの一つとされています。
今日では、宇宙空間に希薄なガス雲(星間分子雲)が存在し、その中に分子(星間分子)が多数存在する
ことが明らかになっています。このような背景の下、1970年代の終わりから、最も簡単なアミノ酸である
グリシン (NH2CH2COOH) を星間分子雲で見つけようという複数の試みがありました。
しかし、いずれも成功に至っていませんでした。そこで私達の研究グループでは、グリシンそのもの
ではなく、その前段階物質であるメチルアミン (CH3NH2 ) やさらに前段階であるメチレンイミン
(CH2NH) に着目しました。メチルアミンと星間分子雲に豊富に存在する二酸化炭素 (CO2) が反応する
ことによりグリシンが生成するので、グリシンの前段階物質が豊富な天体にはグリシンも豊富にあると
期待されるためです。しかし、星間分子雲中のメチルアミンやメチレンイミンについては、1970年代に
発見されたものの、その後は誰もこれらの前段階物質に着目していませんでした。

宇宙と生命1

宇宙と生命2(上の図)星間分子雲中の物質が
収縮することにより星とその周囲に
惑星が誕生します。
生命発生に関する仮説として、
分子雲中に含まれていた生命
材料物質の一部は彗星や隕石に
よって運搬されて惑星に降り積もり、
さらに複雑な化学進化を経て
最初の生命に至ったという
考えが唱えられています。

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(2010/09/26)
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炭素、窒素、水素からできる簡単な化合物である青酸ガス(HCN)は宇宙に多く存在するようです。
最も宇宙に多く存在する水素が何らかの条件で反応すれば、CHNHが合成されるかも
しれません(Hが2つ増えている)。さらに水素と反応すれば、CHNHが合成されます。
これに、二酸化炭素を加えるとNHCHCOOHの出来上がりです。
このような反応が本当に起こるのかどうかは知りませんが、CHNOの数は合っています。
最終的にできた物質はグリシンと言われ、タンパク質を構成するアミノ酸のなかで最も単純な形を
した化合物です。記事27-8にはグリシンのサプリメントとしての効果を書いています。
出発物質の青酸ガスは猛毒ですが、宇宙空間で有機合成が行われて、
わたしたちの体を構成している物質ができたのかどうかは注目されるところです。
もうひとつ重要な点は、グリシンの前駆体は揮発性化合物なので、かつて小惑星の表面に
存在したとしてもどこかにいってしまうでしょうが、グリシンのように不揮発性物質になると
小惑星の表面にずっと留まっている可能性があることです。彗星のチリからはグリシンが
発見されていますので、小惑星表面に存在する可能性も高いのではないでしょうか?
有機物は種類が非常に多いため、探査機がその場で試料を分析するには限界があり、
地球に持ち帰ることは重要です。含まれる有機物は少量でしょうからある程度のサンプル量
が必要ですし、アミノ酸は熱に弱いので加熱されない状態を保たなければなりません。
はやぶさ2がよいサンプルを持って帰ってくれる
ことを期待します。
生物は有機物で構成されていますが、有機物を合成するためには、炭素、窒素、酸素、硫黄など
が必要です。それらは水素の核融合でつくられたものですから、まずは水素が必要です。
その水素は陽子と電子でできており、電子は素粒子(物質を構成する最小の単位)であると
考えられていますが、陽子は3つのクォークからできているとされています。
しかし、陽子は単に3つのクォークが集まってできているわけではなく、とても複雑な構造をして
いるようです。しかし、そのようなことを意識しなければ、単に電荷が+1でスピンが1/2の粒子
であり、普通には、内部構造など無視して、物質を構成する最小粒子と考えて特に問題ありません。

さて、前記事でダウンクォークをトランプで示しましたが、その次はアップクォークです。
記事34-2に書いているように、アップクォークは陰陽五行的には「火金木水」になります。
「木」は陰陽バランスでみると「+2」なので、ダイヤ「+」とします。
「金」も陰陽バランスでみると「+2」なので、クラブ「+」とします。
ダウンクォークと同様、陰陽バランス・向き(上下の2つ)・マークの種類(3つ)があります
(マークの種類は、クラブに向かい合うマークが何かということで3種類)。
反アップクォークは、ダイヤ「-」、クラブ「-」になります。

このように考えると、クォークにはもう一種類あるのではないかと
思えてきます(ここでは第一世代のみを考えています)。
それは、ダイヤ「+」でクラブ「-」、もしくはダイヤ「-」でクラブ「+」の場合です。
どちらが物質でどちらが反物質なのかよく分かりませんが、
ここでは、ダイヤ「-」でクラブ「+」のものをゼロクォーク
ダイヤ「+」でクラブ「-」のものを反ゼロクォークと呼ぶことにします。
これらは、アップクォーク、ダウンクォークと同様に、質量を持っているものと思われますが、
電荷はありません。もし、ゼロクォーク、反ゼロクォークがあるとしても、他のクォーク同様、
単独では存在できず、ハドロンの構成要素になっているでしょう。
ハドロンのなかでも、特に、陽子や中性子のようなバリオンを構成しているのではないでしょうか?


トランプ型クォーク



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龍女「みなみ」からあなたへの
不思議なメッセージ集
新感覚のファンタジー!!

書籍表紙

不思議の国の「みなみ」
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「みなみ」 今月のメッセージ

中央構造線は、
わたしたち赤龍の国と
日本海にいる黒龍の国との
境界線といえるでしょう。

プロフィール

舞尾 空

Author:舞尾 空
・性別:男
・年齢:46歳
・職業:サラリーマン
・血液型:O型

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