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生物は宇宙では在り来りなのか?




Organic molecules found in diverse space places

2006 08 11



By Ker Than | usatoday.com




A two-year survey of enormous interstellar dust clouds has turned up eight organic molecules in two different regions of space. One is a stellar nursery awash in light while the other is a cold, starless void.


The finding, detailed in the current issue of Astrophysical Journal, supports other recent studies suggesting molecules important for life commonly form in the gas and dust clouds that condense to form stars and planets.


The molecules were discovered using the Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT), a large radio telescope located in West Virginia.


"Finding eight [organic] molecules in the space of two years is quite remarkable," said study leader Jan Hollis of NASA Goddard Space Flight Center.


Life molecules


The newly discovered molecules are made up of 6 to 11 atoms each and are classified as organic because they contain carbon.


Five of the molecules were discovered in Sagittarius B2(N), a star-forming dust cloud located 26,000 light-years from Earth near the center of the Milky Way Galaxy. This stellar nursery is the largest known repository of complex interstellar molecules.


The other three molecules were found in the Taurus Molecular Cloud (TMC-1), located only 450 light-years away. TMC-1 is starless; it is cold and dark and has a temperature of only 10 degrees above absolute zero.


"The discovery of these large organic molecules in the coldest regions of the interstellar medium has certainly changed the belief that large organic molecules would only have their origins in hot molecular cores," said study team member Anthony Remijan of the National Radio Astronomy Observatory (NRAO). "It has forced us to rethink the paradigms of interstellar chemistry."


Just because a molecule is organic does not mean that it is made by living things. In fact, many of the newly spotted molecules are poisonous to organisms on Earth, Hollis said. But one of the molecules found in Sagittarius B2(N), called acetamide, contains a type of chemical bond important for linking together amino acids, the molecular building blocks of proteins.


Made up of 9 atoms, acetamide "is the largest molecule found in space that has that bond," Hollis told SPACE.com.


Space tumbleweeds


The molecules are thought to form by two main mechanisms. In the first, simple chemical reactions add an atom to a molecule that is stuck to the surface of a dust grain afloat in space. The second method involves chemical reactions between neutral molecules and highly reactive molecules called radicals.


Once formed, the molecules are shaken loose from their dust-grain homes by rapidly moving shock waves. As the freed molecules tumble end-over-end in space, they can emit or absorb radiation at precise radio frequencies unique to each type of molecule. Astronomers identify the molecules based on these radio frequencies.


Within a dust cloud, thousands of billions of molecules undergo the same types of rotation, emitting and absorbing the same radio frequencies. The end result is a signal strong enough to be detected by instruments on Earth.


The newfound molecules bring the total number of biologically-relevant molecules found in interstellar space to 141. Scientists have previously found benzene, a ring-shaped carbon molecule important for life on Earth, around stars and intact amino acids in meteorites that have crash-landed on Earth.


Even more complex molecular creations might be possible in space, experiments suggest. In one study, scientists simulated deep space conditions in the laboratory and created small structures resembling cell walls in living organisms.


A case for extraterrestrial life


Taken together, the findings suggest that the chemical ingredients necessary for life began taking shape long before our planet was formed.


Many scientists now accept the notion that ancient meteorites and comets helped jumpstart life on our planet by bringing a significant amount of water, organic molecules and even amino acids to early Earth.


Scientists now think those imprisoned organic molecules were likely created in the massive dust and gas clouds that eventually coalesced into planets and stars, comets and meteorites. Dust clouds are thought to form when events such as novas and supernovas caused chemical elements and molecules created during thermonuclear reactions inside stars to be ejected into space.


Hollis says his team plans to keep using the Green Bank Telescope to continue searching for other biologically-significant molecules.


"From a research and astrobiology point of view, it's been a goldmine," he said.





多様なスペース場所で発見された有機分子

巨大な星間ダスト雲の2年の調査はスペースの2つの違う地域で8つの有機分子を見つけた。

他が冷たく、星が出ていない空所である間、一方はライトにおいて水面すれすれに星の子供部屋である。

天体物理学ジャーナルの最新号の中で詳細な発見は、ライフのために重要な分子が一般的にガスの中で形を成し、スターと惑星を結成するために要約する雲から塵を払うのを示唆している他の最近の研究をサポートする。

分子は、ロバートC.バードグリーンバンク望遠鏡(GBT)(ウェストバージニアに置かれた大きな電波望遠鏡)を使っているのを発見された。

「2年の間に8つの[]有機分子を見つけることはまったく顕著である」とNASAゴダード宇宙飛行センターの研究リーダーJanホリスは言った。

ライフ分子

新しく発見された分子はそれぞれ6から11個の原子からなり、それらが炭素を含んでいるので、有機であることとして分類される。

分子の5つは射手座B2(N)(銀河系星雲のセンターの近くの地球から26,000光年の所で突き止められた星が形成する塵雲)において発見された。

この星の子供部屋は複雑な星間分子の最も大きな知られている貯蔵所である。

他の3つの分子は、わずか450光年の向こうに位置していて、トーラス分子雲(TMC-1)において発見された。

TMC-1は星が出ていない;

冷たく、暗く、絶対零度の上のわずか10度度の熱がある。

「星間物質の最も冷たい地域のこれらの大きな有機分子の発見は、確かに、大きな有機分子が熱い分子のコアの中にそれらの起源を持つだけであろうという確信を変更した」と国立電波天文台(NRAO)の研究チームメンバー アンソニーRemijanは言った。

「それは、惑星間の化学の方法論を考え直すことを私達に強制した」。

ただ、分子が有機なだけで、それが生物によって作られることを意味していない。

実のところ、新しく見つけられた分子の多くは地球の上の有機体に有毒であるとホリスは言った。

しかし、射手座B2(N)で発見された分子の1つ、呼ばれたアセトアミドは、アミノ酸(たんぱく質の分子の構成要素)を連結するために重要な化学結合のタイプを含んでいる。

ホリスはSPACE.comに、9つの原子から構成されていて、アセトアミドは、「その束縛を持っているスペースで発見された最も大きな分子である」と言った。

スペース回転草

分子は、2つの主要なメカニズムによって形を成すと考えられる。

一番目において、簡単な化学反応は原子を、スペースで浮遊中に塵粒の表面に貼り付けられる分子に追加する。

中性分子と過激派と呼ばれる非常に反動の分子の間で2番目の方法は化学反応に関係している。

一度成形されて、分子は、衝撃波を急速に動かすことによってゆるく彼らの塵穀物家から振り落とされる。

解放された分子がスペースで終わりの間の終わりを乱す時に、それらは各タイプの分子にユニークな精密な無線周波数で放射線を放つか、吸収することができる。

天文学者はこれらの無線周波数に基づいた分子を識別する。

塵雲の中で、同じ無線周波数を放射し、吸収して、数千個の何十億もの分子は同じタイプの回転を受ける。

地球の上の機器によって検出されるのに十分に強く、最終的な結果はシグナルである。

新発見の分子は141まで惑星間空間で発見された生物学的に関連した分子の総数をもたらす。

科学者は、地球の上で不時着させた隕石の中で以前に星とそのままのアミノ酸のまわりのベンゼン(地球の上でライフのために重要なリング形の炭素分子)を発見した。

よりいっそう複雑な分子の作成はスペースで可能であるかもしれないのを実験は示唆する。

1つの研究において、科学者は研究所で深宇宙条件をシミュレーションし、生活の有機体の中で細胞壁と似ている小さな構造を作成した。

地球外生物のためのケース

総合すると、発見は、ライフに必要な化学成分が、私達の惑星が成形されるずっと前にはっきりとした形をとりはじめたことを示唆する。

多くの科学者は現在、かなりの量の水、有機分子、およびアミノ酸さえ早い地球に持って来ることによって、古代の隕石と彗星が私達の惑星の上の活性剤ライフを助けたという理解を受け入れる。

科学者は現在、それらの投獄された有機分子が、たぶん、結局、惑星と星、彗星、および隕石に融合した大規模な塵とガスの雲において作成されたと思う。

新星と超新星などのイベントが星の中で熱核反応の間に作成された化学元素と分子に、スペースの中に噴出されさせた時に、塵雲は、現れると考えられる。

ホリスは、彼のチームが、他の生物学的に重要な分子を検索し続けるためにグリーンバンク望遠鏡を使い続けることを計画すると言う。

「研究と宇宙生物学観点から、それは金鉱であった」と彼は言った。



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