Japanese News: 実験室内での宇宙塵再現が生命起源解明へ新たな道を拓く

実験室じっけんしつ内ないでの宇宙塵うちゅうじん再現さいげんが生命せいめい起源きげん解明かいめいへ新あたらたな道みちを拓ひらく

Reproducing cosmic dust in the laboratory opens a new path to elucidating the origin of life

宇宙塵うちゅうじんを実験室内じっけんしつないで再現さいげんするという試こころみは、かつては空想科学くうそうかがくの域いきを出でないものと思おもわれていた

Attempts to recreate space dust in the laboratory were once thought to be nothing more than science fiction.

しかし、オーストラリア・シドニー大学だいがくで材料ざいりょう・プラズマ物理学ぶつりがくを専攻せんこうするリンダ・ロスルド氏しは、まさにこの課題かだいに挑戦ちょうせんし、実際じっさいに宇宙塵うちゅうじんの生成せいせいに成功せいこうしたのである

However, Linda Rosrud, who majors in materials and plasma physics at the University of Sydney in Australia, took on this challenge and actually succeeded in creating space dust.

彼女かのじょの研究成果けんきゅうせいかは、米国べいこく天文学会てんもんがっかいが発行はっこうする「アストロフィジカルジャーナル（ApJ）」に発表はっぴょうされ、注目ちゅうもくを集あつめている

Her research results were published in the Astrophysical Journal (ApJ) published by the American Astronomical Society and are attracting attention.

宇宙塵うちゅうじんは、宇宙うちゅうを構成こうせいする不可欠ふかけつな物質ぶっしつであり、星ほしの形成けいせいや有機分子ゆうきぶんしの生成せいせいなど、生命せいめいの起源きげんに深ふかく関与かんよしている

Cosmic dust is an essential material that makes up the universe, and is deeply involved in the origin of life, including the formation of stars and the production of organic molecules.

星間空間せいかんくうかんには無数むすうの宇宙塵うちゅうじんが存在そんざいし、彗星すいせいや隕石いんせきの成分せいぶんとしても知しられている

There are countless amounts of cosmic dust in interstellar space, and it is also known as a component of comets and meteorites.

しかし、地球上ちきゅうじょうで宇宙塵うちゅうじんを直接ちょくせつ採取さいしゅし、詳細しょうさいに分析ぶんせきすることは極きわめて困難こんなんである

However, it is extremely difficult to directly collect space dust on Earth and analyze it in detail.

なぜなら、地球ちきゅうに降ふり注そそぐ宇宙由来うちゅうゆらいの粒子りゅうしの多おおくは大気圏突入時たいきけんとつにゅうじに燃もえ尽つきてしまい、たとえ隕石いんせきとして地表ちひょうに到達とうたつした場合ばあいでも、その発見はっけんと回収かいしゅうは容易よういではないからだ

This is because many of the particles originating from space that fall on Earth burn up when they enter the atmosphere, and even if they reach the surface as meteorites, it is not easy to find and recover them.

こうした背景はいけいのもと、ロスルド氏しは実験室じっけんしつで宇宙塵うちゅうじんを再現さいげんすることにより、地球生命ちきゅうせいめいの起源きげんに迫せまる新あたらたなアプローチを提案ていあんしている

Against this background, Mr. Rosrud is proposing a new approach to understanding the origins of life on Earth by recreating cosmic dust in the laboratory.

同氏しは「生命せいめいの起源きげんという大おおきな謎なぞを解明かいめいするためには、その構成要素こうせいようそがいかなる経路けいろをたどってきたのかを明あきらかにする必要ひつようがある」と強調きょうちょうする

He emphasizes, ``In order to solve the great mystery of the origin of life, it is necessary to clarify the paths that its constituent elements have taken.''

すなわち、地球上ちきゅうじょうの炭素たんそがどこで誕生たんじょうし、どのような経過けいかを経へてアミノ酸さんなどの有機分子ゆうきぶんしを形成けいせいするに至いたったのか、という根本的こんぽんてきな問といに向むき合あっているのである

In other words, we are confronting the fundamental question of where carbon on Earth originates and what processes it undergoes to form organic molecules such as amino acids.

アミノ酸さんは、初期地球しょきちきゅうにおいて最初さいしょに現あらわれた分子ぶんしの一ひとつであり、生命活動せいめいかつどうの根幹こんかんをなすタンパク質合成しつごうせいなどに不可欠ふかけつである

Amino acids are one of the first molecules that appeared on the early Earth, and are essential for protein synthesis, which is the basis of life activities.

しかし、アミノ酸さんが地球上ちきゅうじょうで自然発生しぜんはっせいしたのか、それとも宇宙うちゅうからもたらされたのかについては、依然いぜんとして議論ぎろんが続つづいている

However, there is still debate as to whether amino acids occur naturally on Earth or come from space.

ロスルド氏しは、宇宙塵うちゅうじんを模擬的もぎてきに生成せいせいすることが、こうした化学進化かがくしんかの過程かていを実験的じっけんてきに検証けんしょうするための有効ゆうこうな手段しゅだんになると考かんがえている

Losrud believes that creating simulated cosmic dust will be an effective means to experimentally verify the process of chemical evolution.

ロスルド氏しとシドニー大学だいがくのデービッド・マッケンジー教授きょうじゅは、窒素ちっそと二酸化炭素にさんかたんそ、さらに炭素たんそおよび水素すいそから成なるアセチレンを真空状態しんくうじょうたいのガラス管内がらすかんないに注入ちゅうにゅうし、1万まんボルトの電圧でんあつを1時間じかんにわたって加くわえることで「グロー放電ほうでん」と呼よばれるプラズマ状態じょうたいを作つくり出だした

Rosrud and Professor David McKenzie of the University of Sydney injected acetylene, which is made up of nitrogen and carbon dioxide, as well as carbon and hydrogen, into a vacuum glass tube and applied a voltage of 10,000 volts over an hour to create a plasma state called a "glow discharge."

この環境下かんきょうかで、気体中きたいちゅうの電子でんしが活発かっぱつに運動うんどうし、微粒子びりゅうしが凝集ぎょうしゅうすることで、数すうミリグラム規模きぼのナノ粒子状りゅうしじょうの宇宙塵うちゅうじんが生成せいせいされたのである

In this environment, electrons in the gas actively moved and particles agglomerated, producing nanoparticle-like cosmic dust on the scale of several milligrams.

生成せいせいされた塵ちりはシリコンウェハー上じょうに付着ふちゃくさせて分析ぶんせきされ、その物理的ぶつりてき・化学的かがくてき特徴とくちょうが詳細しょうさいに調査ちょうさされた

The generated dust was deposited on a silicon wafer and analyzed, and its physical and chemical characteristics were investigated in detail.

ロスルド氏しは、「自然界しぜんかいの複雑ふくざつさには及およばないものの、巨星きょせいや超新星ちょうしんせいの残骸ざんがい、あるいは星雲周辺せいうんしゅうへんの環境かんきょうに近ちかい条件じょうけんを再現さいげんすることを目指めざしている」と述のべている

Rosrud said, ``Although not as complex as the natural world, we aim to recreate conditions close to the environment around giant stars, supernova remnants, or nebulae.''

こうして得えられた人工塵じんこうじんは、宇宙塵うちゅうじんが形成けいせいされた直後ちょくごの状態じょうたいに非常ひじょうに近ちかく、地球ちきゅうに到達とうたつするまでに経へる多様たような化学変化かがくへんかを解明かいめいする上うえで貴重きちょうな手てがかりを提供ていきょうするという

The artificial dust obtained in this way is very close to the state immediately after cosmic dust is formed, and it will provide valuable clues to elucidate the various chemical changes that space dust undergoes before reaching Earth.

今後こんごは、さまざまな条件下じょうけんかで塵ちりを生成せいせいし、そのデータベースを構築こうちくすることが課題かだいとなる

The future challenge will be to generate dust under various conditions and build a database of it.

ロスルド氏しは「将来しょうらい的には、私わたしたちが生成せいせいした塵ちりが本物ほんものの宇宙塵うちゅうじんにより近ちかづき、特定とくていの隕石いんせきとの比較ひかくが可能かのうになることを期待きたいしている」と語かたる

Rosrud says, ``In the future, we hope that the dust we produce will be closer to real cosmic dust and that comparisons with certain meteorites will be possible.''

この研究けんきゅうは、宇宙空間うちゅうくうかんにおける有機物生成ゆうきぶつせいせいの過程かていを巧たくみに再現さいげんしたものとして、専門家せんもんかから高たかく評価ひょうかされている

This research has been highly praised by experts as a skillful reproduction of the process of organic matter production in outer space.

米べいイエール大学だいがくのダマンビール・グレワル氏しは、「本研究ほんけんきゅうは、観測かんそくと実験じっけんの間あいだに存在そんざいする大おおきな隔へだたりを埋うめるものだ」と指摘してきし、「恒星環境下こうせいかんきょうかで複雑ふくざつな有機物ゆうきぶつが生成せいせいされた可能性かのうせいが高たかく、これは太陽系たいようけいのみならず銀河系ぎんがけい全体ぜんたいに普遍的ふへんてきに見みられる現象げんしょうであることを示唆しさしている」と述のべている

Damanbir Grewal of Yale University points out, ``This study bridges a large gap between observation and experiment,'' adding, ``It is highly likely that complex organic matter was produced in a stellar environment, suggesting that this is a universal phenomenon not only in the solar system but throughout the galaxy.''

すなわち、生命せいめいに不可欠ふかけつな化学要素かがくようそが、銀河系ぎんがけい各地かくちの惑星系わくせいけいにも広ひろく存在そんざいする可能性かのうせいが高たかいという新あたらたな視点してんをもたらしているのである

In other words, it brings a new perspective that the chemical elements essential to life are likely to exist widely in planetary systems throughout the galaxy.