太陽などの恒星や地球のような惑星は、分子雲とよばれる星々の間を漂うガスの雲から誕生する。分子雲の中では、約-263度の低温で揮発性元素(水素、炭素、窒素、酸素)が多様な分子をつくり、また氷としても存在している。星間氷と呼ばれるこの氷については、表面で多様な分子が生成されていることや、紫外線の照射によって氷内の分子の結合が切られ、それらの分子を材料に複雑な有機物がつくられることが知られており、これらの複雑な有機物が、彗星や地球外物質中に発見される高分子有機物の起源と考えられている。

 北海道大学の研究チームは、宇宙有機分子形成の「ゆりかご」とも言える星間氷の性質を調べるため、水、エタノール、アンモニアの混合ガスに紫外線を照射して模擬星間氷を作成した。そして、観察の結果、この氷が-220~-120度の低温で、これまで考えられてきた固体状態ではなく液体的にふるまうことを発見した。

 さらに、純水からなる氷も、紫外線照射をおこなうと-220~-130度で液体状になることを発見した。これは、水を含む氷が、紫外線を照射すると液体化する特性をもつ可能性を示唆するものだ。

 液体の中では有機分子形成反応の促進が期待されるため、星間氷の液体的なふるまいは、生命材料有機物にも関連する宇宙の複雑有機物の効果的な生成を手助けしている可能性がある。また、液体状の氷の存在は、宇宙での塵の効率的な付着成長を助ける可能性もあり、惑星形成の第一歩とされる塵の集積過程の理解にもつながると期待される。

論文情報:【Science Advances】Liquid-like behavior of UV-irradiated interstellar ice analog at low temperatures

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大学ジャーナルオンライン編集部

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