科学者たちは最近、土星最大の衛星タイタンの極寒の環境では、もともと混ぜることができなかった物質が実際に結合できることを発見した。この画期的な発見は、生命の基本的な分子の形成過程を理解するための新たな手がかりを提供します。
チャルマーズ工科大学化学・化学工学部准教授マーティン・ラーム氏と彼のチームによる研究は、タイタンの表面と大気中に豊富に存在するメタン、エタン、シアン化水素が極低温で相互作用する可能性があることを示した。最も驚くべきことは、極性分子であるシアン化水素が、メタンやエタンなどの非極性分子とともに固体結晶を形成できることです。従来の化学理論では、これらの物質は水と油に似ており混ぜることはできないと考えられていましたが、タイタンの極限環境では予想外の組み合わせが起こりました。
ラーム教授は「今回の発見は、地球とは全く異なる巨大衛星上での大規模な現象を理解するのに役立ち、将来の月研究への道も開かれる」と指摘した。同氏はまた、「シアン化水素は、非生物的条件下において、アミノ酸やヌクレオシド塩基などの生命の基本構成要素の合成に関与する可能性がある。したがって、この研究は、生命の出現前の化学プロセスを明らかにするのに役立ち、極限環境における分子の挙動についての理解を深められる。」と付け加えた。
この研究は、チャルマーズ大学がNASAのジェット推進研究所と協力して実施した。 NASAチームは、シアン化水素を約90ケルビン（約-180℃）でメタンまたはエタンと混合し、レーザー分光分析を通じて、分子の主骨格は変化しないものの、原子レベルで新たな相乗効果が現れることを発見した。その後、ラーム氏のチームはコンピューターシミュレーションを使用して数千の固体分子配列スキームをテストし、水素化物がシアン化水素の結晶構造に埋め込まれ、安定した新しい共結晶を形成できることを確認した。シミュレーション結果は NASA の実験スペクトル観測と非常に一致しており、この発見が検証されています。
ラーム教授は、今回の結果は「極性物質と非極性物質は混合できない」という化学の基本原則に疑問を呈するものだが、教科書の改訂を必要とするものではないと強調した。 「これは化学の限界を拡張できることを証明しているだけであり、普遍的な規則がすべての極端な場合に適用されるわけではないことを示しています。」
NASAは2028年に探査機ドラゴンフライを打ち上げる予定で、2034年にタイタンに到着して、表面の生命に関するより詳細な化学と最先端の研究を行う予定である。ラーム氏のチームはまた、タイタンの環境におけるシアン化水素の化学プロセスをさらに調査するためにNASAと協力し続ける。
タイタンには、地球の外側に 2 番目の液体湖システムがあるだけでなく、初期の地球と同様の厚い大気と季節周期もあります。表面の氷の下には液体の水の海が隠されている可能性もあり、生命の誕生の可能性がある。この共結晶の発見はタイタンに適用できるだけでなく、科学者が宇宙の他の低温環境における分子進化や前生物的化学プロセスを理解するのにも役立つかもしれない。
/ScitechDaily から編集