数物系科学
2023.02.24
炭素質小惑星(162173)リュウグウの試料中の可溶性有機分子 Soluble organic molecules in samples of the carbonaceous asteroid (162173) Ryugu
「はやぶさ2」が持ち帰った小惑星リュウグウ试料を主に溶媒で抽出することにより、含まれる可溶性有机分子を分析した。リュウグウは小惑星帯で最も多い颁型小惑星に属する暗い始原的な小惑星で、炭素质コンドライト陨石のような含水鉱物に富んでいる。始原的な炭素质コンドライトにはアミノ酸を含む様々な可溶性有机分子が存在することが知られており、生命の诞生につながる前生物的有机分子を初期の地球や他の天体に供给した可能性がある。本研究では1回目のタッチダウンサンプリングで得られたリュウグウ表面试料に含まれる有机分子を日米欧の研究チームで分析を行った。その结果、アミノ酸やアミン、カルボン酸、芳香族炭化水素、含窒素环状化合物など种々の有机分子が検出された。これらの有机分子はリュウグウ表面から放出されて他の天体に运ばれる可能性もあるし、有机资源としても利用できるかもしれない。
* 小惑星リュウグウの表面から採取された試料を溶媒抽出することにより、メタノール抽出溶液をイオン化して超高分解能質量分析したところ、炭素(C)と水素(H)、 窒素(N)、 酸素(O)、 イオウ(S)を含む組成からなる有機分子が約2万種含まれていた。
* クロマトグラフィーを用いて、アミノ酸やカルボン酸、アミンのほかに芳香族炭化水素類などが検出された。とくに、メチルアミンや酢酸のような揮発性の高い小さな有機分子が存在することは、リュウグウ表面ではこれらの分子が塩として安定して存在していることを示す。
* 地球生命が用いるタンパク性アミノ酸(アラニンなど)のほか、非タンパク性アミノ酸(イソバリンなど)が見つかったが、左右構造を持つアミノ酸はほぼ1:1で存在し、非生物な合成プロセスを示す。
* 炭化水素としてはアルキルベンゼンや多環芳香族炭化水素であるナフタレン、フェナントレン、ピレン、フルオランテンなどが主に存在した。これらの存在パターンは地球上の熱水原油のパターンと似ており、リュウグウ母天体上で水の影響を受けていたことが示唆される。
* 試料表面をメタノールでスプレーしてその場分析すると、異なる有機分子が異なる空間分布で存在しており、リュウグウ母天体上で、流体と鉱物との相互作用の中で、有機化合物が移動?分離した可能性が示唆された。
* 小惑星表面からはいろいろな過程で物質が宇宙空間に放出されることが観察されており、リュウグウ表面の有機分子が他の天体に運ばれる可能性がある。また、リュウグウなどの小惑星表面は炭素資源としても利用できることを示している。
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雑誌名: 厂肠颈别苍肠别
論文タイトル: Soluble organic molecules in samples of the carbonaceous asteroid (162173) Ryugu
著者: Naraoka, H.1, Takano, Y.2, Dworkin, J.P.3, Oba, Y.4, Hamase, K.5, Furusho, A., Ogawa, N.O.2, Hashiguchi, M.6, Fukushima, K.7, Aoki, D.7, Schmitt-Kopplin, P.8,9,10, Aponte, J.C.3, Parker, E.T.3, Glavin, D.P.3, McLain, H.L.3,11,12, Elsila, J.E.3, Graham, H.V.3, Eiler, J.M.13, Orthous-Daunay, F.-R.14, Wolters, C.14, Isa, J.15,16, Vuitton, V.14, Thissen, R.17, Sakai, S.2, Yoshimura, T.2, Koga, T.2, Ohkouchi, N.2, Chikaraishi, Y.4, Sugahara, H.18, Mita, H.19, Furukawa, Y.20, Hertkorn, N.8, Ruf, A.21,22,23, Yurimoto, H.24, Nakamura, T.20, Noguchi, T.25, Okazaki, R.1, Yabuta, H.26, Sakamoto, K., Tachibana, S.18,27, Connolly, Jr., H.C.28, Lauretta, D.S.29, Abe, M.18,30, Yada, T.18, Nishimura, M.18, Yogata, K.18, Nakato, A.18, Yoshitake, M.18, Suzuki, A.31, Miyazaki, A.18, Furuya, S.27, Hatakeda, K.31, Soejima, H.31, Hitomi, Y.31, Kumagai, K.31, Usui, T.18, Hayashi, T.18, Yamamoto, D.18, Fukai, R.18, Kitazato, K.32, Sugita, S.16,27, Namiki, N.30,33, Arakawa, M.34, Ikeda, H.18, Ishiguro, M.35, Hirata, N.31, Wada, K.16, Ishihara, Y.36, Noguchi, R.37, Morota, T.27, Sakatani, N.38, Matsumoto, K.38, Senshu, H.16, Honda, R.39, Tatsumi, E.40, Yokota, Y.18, Honda, C.32, Michikami, T.41, Matsuoka, M.18, Miura, A.18, Noda, H.30,33, Yamada, T.18, Yoshihara, K.18, Kawahara, K.18, Ozaki, M.18,30, Iijima, Y.18*, Yano, H.18,30, Hayakawa, M.18, Iwata, T.18, Tsukizaki, R.18, Sawada, H.18, Hosoda, S.18, Ogawa, K.42, Okamoto, C.34*, Hirata, N.33, Shirai, K.33, Shimaki, Y.18, Yamada, M.16, Okada, T.18,43, Yamamoto, Y.18,30, Takeuchi, H.18,30, Fujii, A.18, Takei, Y.18, Yoshikawa, K.36, Mimasu, Y.18, Ono, G.36, Ogawa, N.18, Kikuchi, S.16,33, Nakazawa, S.18, Terui, F.44, Tanaka, S.18,30, Saiki, T.18, Yoshikawa, M.18,30, Watanabe, S.6 and Tsuda, Y.18
1Department of Earth and Planetary Sciences, Kyushu University, Fukuoka 819-0395, Japan.
2Biogeochemistry Research Center, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, Yokosuka 237-0061, Japan.
3Solar System Exploration Division, NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD 20771, USA.
4Institute of Low Temperature Sciences, Hokkaido University, Sapporo 060-0189, Japan.
5Graduate School of Pharmaceutical Sciences, Kyushu University, Fukuoka 812-8582, Japan.
6Graduate School of Environment Studies, 黑料网, Nagoya 464-8601, Japan.
7Graduate School of Bioagricultural Sciences, 黑料网, Nagoya 464-8601, Japan.
8Helmholtz Munich, Analytical BioGeoChemistry, Neuherberg 85764, Germany.
9Technische Universität München, Analytische Lebensmittel Chemie, Freising 85354, Germany.
10Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching bei München 85748, Germany.
11Center for Research and Exploration in Space Science and Technology, NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD 20771, USA.
12Department of Physics, The Catholic University of America, Washington, D.C. 20064, USA.
13Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA.
14Université Grenoble Alpes, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National d'Etudes Spatiales, L'Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble, Grenoble 38000, France.
15Earth-Life Science Institute, Tokyo Institute of Technology, Tokyo 152-8550, Japan.
16Planetary Exploration Research Center, Chiba Institute of Technology, Narashino 275-0016, Japan.
17Université Paris-Saclay, CNRS, Institut de Chimie Physique, Orsay 91405, France.
18Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), Sagamihara 252-5210, Japan.
19Department of Life, Environment and Material Science, Fukuoka Institute of Technology, Fukuoka 811-0295, Japan.
20Department of Earth Science, Tohoku University, Sendai 980-8578, Japan.
21Université Aix-Marseille, CNRS, Laboratoire de Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires, Marseille 13397, France.
22Department of Chemistry and Pharmacy, Ludwig-Maximilians-University, Munich 81377, Germany.
23Excellence Cluster ORIGINS, Garching 85748, Germany.
24Department of Earth and Planetary Sciences, Hokkaido University, Sapporo 060-0810, Japan.
25Division of Earth and Planetary Sciences, Kyoto University, Kyoto 606-8502, Japan.
26Department of Earth and Planetary Systems Science, Hiroshima University, Higashi-Hiroshima 739-8526, Japan.
27Department of Earth and Planetary Science, University of Tokyo, Tokyo 113-0033, Japan.
28Department of Geology, School of Earth and Environment, Rowan University, Glassboro, NJ 08028, USA.
29Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona, Tucson, AZ 85721, USA.
30School of Physical Sciences, The Graduate University for Advanced Studies, Hayama 240-0193, Japan.
31Marine Works Japan Ltd., Yokosuka 237-0063, Japan.
32Aizu Research Cluster for Space Science, University of Aizu, Aizu-Wakamatsu 965-8580, Japan.
33Research of Interior Structure and Evolution of Solar System Bodies, National Astronomical Observatory of Japan, Mitaka 181-8588, Japan.
34Department of Planetology, Kobe University, Kobe 657-8501, Japan.
35Department of Physics and Astronomy, Seoul National University, Seoul 08826, Republic of Korea.
36Research and Development Directorate, JAXA, Sagamihara 252-5210, Japan.
37Faculty of Science, Niigata University, Niigata 950-2181, Japan.
38Department of Physics, Rikkyo University, Tokyo 171-8501, Japan.
39Center of Data Science, Ehime University, Matsuyama 790-8577, Japan.
40Instituto de Astrofísica de Canarias, University of La Laguna, Tenerife E-38205, Spain.
41Faculty of Engineering, Kindai University, Higashi-Hiroshima 739-2116, Japan.
42JAXA Space Exploration Center, JAXA, Sagamihara 252-5210, Japan.
43Department of Chemistry, University of Tokyo, Tokyo 113-0033, Japan.
44Department of Mechanical Engineering, Kanagawa Institute of Technology, Atsugi 243-0292, Japan.
*Deceased.
顿翱滨番号: 10.1126/蝉肠颈别苍肠别.补产苍9033
鲍搁尝: