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

• 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

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。

は の purpose, this study formed in the early solar system に お い て, inside the small で up こ っ た water quality variations process で の ア ミ ノ acid な ど の organic form に す seaborne る ガ ン マ line の send Ming ら を か に す る こ と で あ る. The beginning of the original な meteorites に は, ア ミ ノ acid な ど の contains organic matter を む も の が あ り, こ の よ う な extraterrestrial organisms が primitive earth に お い て, life の raw materials と な っ た possibility が あ る. こ の よ う な meteorites の female celestial は に set in 氷 を containing ん で お り, そ の formed に radioactive nuclide (26 al, etc.) の collapse 壊 に よ る hot で 氷 が け, water - quality が up こ っ た こ と が know ら れ て い る. <s:1> ような liquid <e:1> water を biological じる process <e:1>, organic matter <s:1> formation and evolution に <s:1> and えられて たと study えられて る る. Representatives ら は, small bodies を simulation し た hydrothermal be 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 pure な molecular か ら, meteorites に containing ま れ て い る も の と with others after の 雑 macromolecule organic matter や ア ミ ノ acid な ど が form さ れ る こ と を shown し た. Contains し か し, representatives ら を め こ れ ま で こ の よ う な small bodies に お け る anti 応 の research に お い て は, hot の influence の み が consider さ れ て お り, radioactive nuclide か ら release さ れ る ガ ン マ line な ど の radiation の unseen fruit は ま っ た く consider さ れ て こ な か っ た. こ の よ う な radiation に よ る non-equilibrium anti 応 は, hot に よ る balance against 応 と は く all different な る products を raw じ る possibility が あ る. This study で は, whole new し く い 観 point と し て radioactive nuclide の collapse 壊 に よ り release さ れ る ガ ン マ line が direct molecular に し chemical anti 応 を promote す る と い う 仮 を made て, ガ ン マ line に よ る ア ミ ノ acid の form を be 験 に よ り 検 card し た. ホ ル ム ア ル デ ヒ ド, ア ン モ ニ ア etc. の 単 pure な molecular を aqueous solution containing む に ガ ン マ line を irradiation し た results, after hydrolysis の solution か ら グ リ シ ン, ア ラ ニ ン, beta ア ラ ニ ン な ど の ア ミ ノ acid が 検 out さ れ た. ア ミ ノ acid の generation は ガ ン マ line の dose rate に は dependent せ ず, 総 irradiation dose に お よ そ proportion す る こ と が points か っ た. This achievement was published された in <s:1> ACS Central Scienceに in 2022.

项目成果

Gamma-ray induced amino acid formation during aqueous alteration in meteorite parent bodies

陨石母体水蚀过程中伽马射线诱导氨基酸形成

• 发表时间: 2021
• 作者: Yoko Kebukawa;Shinya Asano;Atsushi Tani;Isao Yoda;Kensei Kobayashi
• 通讯作者: Kensei Kobayashi

太陽系初期の小天体におけるガンマ線によるアミノ酸や糖類の形成

早期太阳系小天体中伽马射线形成氨基酸和糖

• 发表时间: 2022
• 作者: 癸生川 陽子;安部 隼平;石川 あかり;依田 功;小林 憲正
• 通讯作者: 小林 憲正

Amino Acid Production by Heating and Gamma-ray Irradiation Experiments Simulating the Process of Aqueous Alteration Inside Asteroids

模拟小行星内部水相变化过程的加热和伽马射线照射实验生产氨基酸

• 发表时间: 2022
• 作者: A. Ishikawa;Y. Kebukawa;I. Yoda and K. Kobayashi
• 通讯作者: I. Yoda and K. Kobayashi

隕石母天体内部での水質変質を模擬したホルモース型反応による糖の生成へのγ線の影響

通过模拟陨石宿主体内水质变化的形式反应，伽马射线对糖生产的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 安部隼平;癸生川陽子;依田功;小林憲正
• 通讯作者: 小林憲正

小惑星内部の水質変質模擬実験におけるガンマ線照射によるアミノ酸の生成

小行星内水质变化模拟实验中伽马射线照射生产氨基酸

• 发表时间: 2022
• 作者: 石川あかり;依田功;小林憲正;癸生川陽子
• 通讯作者: 癸生川陽子