複雑な有機分子を成長させる役割を担う分子“メチルカチオン（CH3+）”を発見！ 宇宙で生命体形成のカギになる分子です

東京大学は6月27日、陽イオン“メチルカチオン（CH3+）”を宇宙で初めて発見したことを発表しました。

有機生命体の形成につながる複雑な有機分子の成長において、カギになる分子と考えられているのが“メチルカチオン（CH3+）”です。

その場所は、惑星系の形成が進行中のオリオン星雲にある天体“d203-506”。
ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡を用いた国際的な観測による発見でした。

この研究成果は、フランス国立科学研究センターのオリヴィエ・ベルナさんを筆頭に、日本からは東京大学大学院 理学系研究科 天文学専攻の尾中敬名誉教授が参加した、ヨーロッパ宇宙機関/Webb、The Space Telescope Science Institute、NASAなどの50名以上の研究者が参加した国際共同研究チームによるものです。

（左）ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡の近赤外線カメラ“NIRCam”によるオリオン星雲の画像。（左上）ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡の中間赤外線観測装置“MIRI”による観測天体“d203-506”の周囲の画像。（右下）“NIRCam”と“MIRI”による“d203-506”の拡大図。（Credit: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Zamani (ESA/Webb), the PDRs4All ERS Team）

有機生命体の形成にもつながる重要な分子

人類はまだ、人類自身を含めて地球で誕生した生命体しか知りません。
それらは、全て炭素ベースの有機生命体になります。

炭素はいわゆる“手”が多いことから、他の元素と結合しやすいことで知られています。

その結果、炭素を骨格とする複雑な有機分子が形成され、それらが地球で最初の生命体につながっていったと考えられています。

また、有機分子は宇宙の至る所で発見されているので、地球外生命の多くも、有機生命体の可能性があると考えられています。

SF作品に出てくるような非有機生命体が絶対に存在しないと断定することはできませんが…

有機生命体が誕生するのに必要になるのが、より複雑な有機分子です。
その複雑な有機分子を成長させる役割を担うのが“メチルカチオン（CH3+）”なんですねー

1個の炭素と3個の水素から成る同イオンは、多くの分子と容易に反応することを特徴としていて、1970年代頃から有機生命体の形成にもつながる重要な分子と考えられてきました。

紫外線が重要な役割を果たしているのかも

これまで多くの有機分子が、電波望遠鏡によって分子雲などから発見されてきました。

ただ、“メチルカチオン（CH3+）”は、その電波領域に特徴的な遷移線を持たないので、検出には赤外線での高精度観測が必要になり、これまで宇宙空間では発見されませんでした。

でも、その状況はジェームズウェッブ宇宙望遠鏡の稼働開始で大きく変わることになります。

ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡は、近赤外線カメラ“NIRCam”や中間赤外線観測装置“MIRI”など、赤外線領域において高い検出能力を持っています。

今回の観測では、その赤外線の高い検出能力により、惑星が形成される可能性のある領域で、ついに“メチルカチオン（CH3+）”と考えられる信号を観測。
その後、量子化学、分子物理学、分子分光学、天体物理学など複数の分野の50名を超える研究者が連携して検証を行い、その正体が間違いなく“メチルカチオン（CH3+）”であることが確認されました。

今回の発見は、複数分野の研究者たちによる共同作業の結果、もたらされました。

今回、“メチルカチオン（CH3+）”が発見された“d203-506”は、オリオン星雲の中でも紫外線が強い領域です。
このことから、同イオンの生成には紫外線が重要な役割を果たしていると推測されています。

また、このような環境は、太陽系形成の初期段階にも当てはまるようです。


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