複雑な分子の形成
複雑な分子が どうできるのかを 量子化学計算で 検証した 研究結果を 話します。
今回は 星がたくさん 生まれる 領域を 分子雲と 呼びます。
分子雲と 呼ばれる 空間の中で 私たちの 体の中を 作っている 有機物です。
特に 繋がりが複雑な 有機物が どのような 環境で どのような きっかけで できているのかを 整理した 研究が 国立天文台から 出ていたので 紹介します。
ぜひ 最後まで お付き合いください。
あらためまして 始まりました 佐々木亮の宇宙話。
このチャンネルでは 1日10分 宇宙時間を テーマに 天文学で白紙号を取得した 専門家の 亮が 毎日 最新の 宇宙トピックを お届けしております。
今日で エピソードが1620話目 ということで 基本的には 1話完結で お話ししているので 気になるトピック 気になる タイトルから ぜひぜひ 聞いてみていただけたら 嬉しいですね。
昨日とか 最近は ちょっと タイトルを シンプルにつけるっていうのを 意識してるんで ポッドキャストの なんか
タイトル欄 短めじゃないですか で 昨日は ダイヤモンド舞う ヘイジーな星 なんか おしゃれっぽくて わけわかんないですよね
簡単に言うと 太陽系の 外の惑星見たら ダイヤモンド舞ってる みたいな すげえ不思議な天体 見つかってんじゃない みたいな そういう話ですね。
そういうのが 見つかってたりとか あとは その前は ブラックホールが 星づくりの 邪魔をしているっていう これも また
なんか 宇宙規模の 面白い話だったんで まあ このあたり ちょっとね
気になる方は チェックしてもらえたら いいかなと思いますね はい ということで
そんな感じで 毎日お届けしてますが 今日の じゃあ 月の紹介していきましょう 本日 3月の19日
ですね 3月の19日は 前回の満月から 4日 5日 経ったタイミングになっています
で 昨日も 紹介しましたが 今週の土曜日 13月の22日が 半月 そして その翌週 28日が 新月となっているので
まあ ここから どんどん どんどん ちっちゃくなっていく月 みんなで 楽しんでいきましょう
月を見ながら聞くポッドキャスト 似合う度合いNo.1を 目指しているんで 頑張っていきますね
はい ということで じゃあ 早速 本題に 行きましょう
今回 お話しするのは 生命の 源にも なりうる 複雑な分子は 宇宙空間の どういう場所で どういうタイミングで できていくのか
そんな お話を していきたいと 思います
宇宙には 星が 生まれる前の 非常に温度の低い ガスや 塵が 集まった 分子雲と 呼ばれる場所が あります
これ モルキュラークラウドと 英語にすると そのままですが 分子雲
モルキュラークラウドが 付いていたから 分子雲という 和訳が 付いたのでしょうね
非常に 冷たいところで ガスの 固まりが あります。
星が 生まれる前に 分子雲が あります。
その中に ある 塵や ガスが 固まって 1つの 固まりを 作ります。
すると その固まりは 重力を 持ち始めて もっと 周りの ガスを 集め始めます。
そして それが どんどん 大きくなり 星としての 第1歩目を 踏み出す くらいまでの 規模に なります。
分子雲は 星が 生まれる 場所として マークされる エリアです。
分子雲の中には いろいろな 種類の 分子が 含まれているのが これまでの 研究で 明らかに なっていました。
特に ジメチルエーテルと 呼ばれるものや ギサンメチルと 呼ばれるものです。
今回の 研究の中で 表現すると 複雑な 有機分子です。
有機分子は 炭素が 含まれている 分子の中で より 接続の仕方が 複雑で どうやって できるのか 分かりづらそうな 分子たちが 注目の 対象です。
複雑な 有機分子の ジメチルエーテルと ギサンメチルは 星が 生まれた後 少し 暖かい場所で 見つかることが これまで 観測的には 多かったです。
しかし 最近の 研究では この暖かい場所は 星が 生まれるような 感じで エネルギーが たくわえられて 温度が 上がっていっている 場所です。
しかし 最近の 研究では まだ 星が 生まれていない 非常に 低温の 分子群の中でも これらの 分子が 見つかるように なりました。
これまでは 複雑な 有機分子は 暖かさが 条件に あって その上で 分子群の 環境が 複雑な 有機分子を 作っていると 思われていました。
量子化学のアプローチ
このようなことを アストロバイオロジーセンター という 研究所の 研究者たちが 量子化学の アプローチを 使って 詳しく 調べました。
量子化学の アプローチを 使って ジメチルエーテルと ギサンメチルが 冷たい環境でも 生まれるのか それは 自然なことなのか それとも 得意なものを たまたま 宇宙空間の中で 見つけて しまったのかを 量子化学という 方法を 使って 調べました。
量子化学は 一般的に 知られている 言葉で 言うと 量子力学です。
量子力学は 物の運動や 物質の 波の性質や 波のエネルギーなどを 見ていくのが 量子力学です。
量子化学は 原子や 分子の 量子力学的な ルールです。
それぞれが 持っている 波に対しての 反応の 仕方や どこに エネルギーの 障壁を 感じるのかを 見ます。
そのような 原子や 原子単位で 感じる 波の力や エネルギーの 力などを 計算の 要素として 入れます。
量子化学的な アプローチで 物質の性質や 反応を コンピューターで 計算して 解き明かします。
これを 実際に 試すことで このアプローチを した 研究者たちは エネルギー的に 無理のない 宇宙空間で 自然に 起こりやすい 反応の 道筋を 探すことが できます。
今回 量子化学という アプローチを 取った 結果 非常に 温度が 低いです。
温度の 低いとは どれくらい 低いでしょうか。
-263℃ という 環境でも ジメチルエーテルと ギサンメチルという 複雑な 有機分子は 特に 周りの 影響を 受けることなく 自然に 起こります。
機体の 反応によって できる 経路が 発見されたと いうようなのが 今回の 研究結果です。
今までは ある程度 周りが 暖かくなる 温度によって 何かが 作用されて 分子運が 少し 成長していく中で 何かの 力を 受けて 複雑な 有機分子が 生まれました。
つまり 複雑な 有機分子の 塊は 僕たちの 人間のような 種になるものを ある程度 外の温度や きっかけによって 作ったのではないか という 理解をする方針も ありました。
今回の 研究によって 自然に 冷たい 空間に 放置しても 分子運の 性質を 見ていくと
簡単に ジメチルエーテルや ギサンメチルなどの 複雑な 有機分子が できる パスが 見つかったと いうような 感じです。
研究の意義
ちなみに ジメチルエーテルは CH3O なので 炭素 水素 酸素のような ところです。
そんなに 珍しいものが あるわけでは ありませんが 水素を 3つ 持ってくるために 酸素も 少し 残っていなければ いけない という ところも あります。
分子運の中で 環境としては そうやって ちゃんと 作れるのだ というところが だんだん 理解として 固まってきた 理解で いいかなと 思います。
今回の 研究によって 冷たい 宇宙空間の 環境の中でも 複雑な 有機分子が 理論的に 作ることが 可能だと 分かったのが 今回の 発見です。
これが 計算の上での 話です。
これから どうやって これが 発展していくのか というと あくまで 今回は 冷たい 分子運の中で 複雑な 有機分子の 反応経路が 明らかになりました。
ただ 冷たい分子の 限定した 空間なので これが 暖かいパターンや 違う場所などが いろいろ 積み重なって いきながら
なおかつ 宇宙空間で どれくらいの量に なるかを 予想したものを 観測して 裏付けして いきながら 積み重ねて いきます。
最終的に いろいろ 積み重ねていった 先には 宇宙空間で 物質は どうやって 進化して いきますか。
今回 作られた 有機分子たちが この後 どのような 経路を 辿っていくのか 逆に どこかで 全滅しちゃうのか という 全体像の 解明にも 広がっていきます。
広がっていきながら それを 観測で 裏付けていくと だんだん 明確な 宇宙の 物質の 進化が 見えてきます。
物質の 進化が 見えてくると その進化の中で 人間の体のような より複雑な 有機分子の つなぎ込みが 行われている 経路は どうやって できるのか。
どのような タイミングで できるのか という 広がっていく 可能性のある 研究です。
地球における 生命の 起源や 宇宙の中での 生命の 起源や 化学反応の 分略を 捉える上では 非常に 重要な 研究に なってくるのでは ないでしょうか。
今後の研究とコミュニティの動き
今後 今回の論文とか見て 量子化学 量子化学 っていうところの アプローチって 結構 面白いなぁ と思って ただ どれぐらい やられているのかが あんま わかんなかったんで
研究アプローチとして ちょっと いろいろ 拾っていけたら 面白いなぁ というふうに 思っております。
ぜひぜひ こちら 一緒に ソースになっている 論文とかの方も チェックしてくれたら 嬉しいです。
今回は 生命の 起源に なるかもしれない 物質の 進化に 関する お話を させて いただきました。
明日は 宇宙×AI っていうところで 一体 どういう 研究が 進んでいるのかを いくつか 紹介して いこうかな という 回に なっております。
そして 明日のエピソードは ちょっとね これまでの中でも ぜひぜひ 聞いて欲しいもの。
宇宙話 一段 進化するような ちょっと これね 面白い取り組みに 巻き込んでいただいたな っていう感じが しているので
ぜひぜひ 明日のエピソードも 聞き逃さないように しておいてください。 よろしくお願いいたします。
ということで じゃあ 以上ですかね。 アフタートーク いきましょう。 はい アフタートークです。
一つ ちょっとね ご紹介したい動きが あるんですよ。 何かって言うとですね
Xの方で 宇宙話について たくさん コメントくださいね とかっていう話 よくするじゃないですか。
で そういうのの コミュニティとかを まとめてくれている トレッキーのカズさん っていう方が いらっしゃるんですよ。
でね トレッキーのカズさんが もうね すごいことを してくれちゃいましたよ。
何かって言うとですね まず2つ。 1つは これぜひね あのハッシュタグ 宇宙話でX調べてほしいんですけど
宇宙話のタイトル一覧が取れる Googleドキュメント 公開してくれました。
やばすぎます。 ね。 で そしてもう一つ これは ほら 日曜特集って最近 日曜日の配信は
その週のポッドキャストの内容っていうのを まとめて話す みたいな回にしてるんですけど
その日曜特集のミニプレイリストっていうのも 作ってくれてるんですよ。
ねー すごいっすよねー びっくりしちゃった。 こうやって なんかこう 僕一人の力だともう絶対に広げられないところを
こうやって あの
リスナー目線の このこういうのが欲しいっていうのを 具現化してくれるみたいなところが たまんなく嬉しいなぁと思ったんで
ぜひね ちょっと皆さんあの ハッシュタグ宇宙話でXつけて調べてみて
宇宙話と中西の 中西日本の歴史っていうのの アカウントのタイトルについている人がいるんですよ
トレッキーの数ではないんですけど で そのアカウント見てみてください そうすると宇宙話のタイトル一覧とか
そういったのをまとめてくれておりますんで みんなでちょっと遊びに行ったりしてくれたら嬉しいです
でなんだかんだあのトレッキーの数さんが作ってくれた宇宙話のXのコミュニティなんて 人今370人とかいますからね
やばいっすよね 僕の知らないところでこれだけ宇宙話に興味を持ってくれてる人がいるんだ というのを実感できているので
これからもちょっとみんなと協力していろいろ頑張っていきたいなと思っております ぜひぜひ応援よろしくお願い致しますと
いうことで じゃあ今日は以上にしていきましょう 今回の話も面白いなと思ったらお手元のポッドキャストアプリでフォロー
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1月8日に発売しました書籍 やっぱり宇宙はすごい 絶賛発売中となっております
SB新書なのでお近くの書店に行けば大体手に入るかなと思います ぜひぜひチェックしてみてください
それではまた明日お会いしましょう さようなら
