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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

太阳系早期形成过程中小天体中放射性核素产生的伽马射线验证了氨基酸的形成

基本信息

批准号：
21K18648
负责人：
癸生川陽子
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18648/
关键词：
太陽系小天体地球外有機物アミノ酸隕石有機物進化放射線

项目摘要

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(26Al等)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(H2CO)やアンモニア(NH3)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。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，アンモニア等の単純な分子を含む水溶液にガンマ線を照射した結果，加水分解後の溶液からグリシン，アラニン，β-アラニンなどのアミノ酸が検出された。アミノ酸の生成量はガンマ線の線量率には依存せず，総照射線量におよそ比例することが分かった。本成果は2022年のACS Central Scienceに掲載された。

The purpose of this study is to investigate the process of water quality change in the interior of small bodies during the early stages of solar system formation. The origin of meteorites, acid, organic matter, extraterrestrial organic matter, raw materials for life, possibilities The parent body of the meteorite is not concentrated, and the radioactive nuclide (26Al, etc.) is dissolved in the early stage of its formation, and the quality of the water is known. The formation and evolution of organic matter in the process of liquid and water production The representative is that small celestial bodies are simulated to be hydrothermal, and the pure molecules of small celestial bodies (H2CO) and small celestial bodies (NH3) are formed by the same complex polymer organic compounds and small celestial bodies. In the study of small objects, the effects of heat are considered, and the effects of radionuclide emission are considered. The possibility of non-equilibrium reaction of radiation and heat is discussed. This study provides a complete set of new insights into the evolution of radionuclides, their direct molecular interactions, chemical reactions, and the identification of acid formation. The pure molecules such as The amount of acid produced depends on the amount of radiation, and the proportion of radiation produced depends on the amount of radiation. This work was published in ACS Central Science in 2022.