「はやぶさ２」が持ち帰った小惑星リュウグウ試料を主に溶媒で抽出することにより、含まれる可溶性有機分子を分析した。リュウグウは小惑星帯で最も多いC型小惑星に属する暗い始原的な小惑星で、炭素質コンドライト隕石のような含水鉱物に富んでいる。始原的な炭素質コンドライトにはアミノ酸を含む様々な可溶性有機分子が存在することが知られており、生命の誕生につながる前生物的有機分子を初期の地球や他の天体に供給した可能性がある。本研究では1回目のタッチダウンサンプリングで得られたリュウグウ表面試料に含まれる有機分子を日米欧の研究チームで分析を行った。その結果、アミノ酸やアミン、カルボン酸、芳香族炭化水素、含窒素環状化合物など種々の有機分子が検出された。これらの有機分子はリュウグウ表面から放出されて他の天体に運ばれる可能性もあるし、有機資源としても利用できるかもしれない。

【ポイント】

* 小惑星リュウグウの表面から採取された試料を溶媒抽出することにより、メタノール抽出溶液をイオン化して超高分解能質量分析したところ、炭素(C)と水素(H)、 窒素(N)、 酸素(O)、 イオウ(S)を含む組成からなる有機分子が約２万種含まれていた。
* クロマトグラフィーを用いて、アミノ酸やカルボン酸、アミンのほかに芳香族炭化水素類などが検出された。とくに、メチルアミンや酢酸のような揮発性の高い小さな有機分子が存在することは、リュウグウ表面ではこれらの分子が塩として安定して存在していることを示す。
* 地球生命が用いるタンパク性アミノ酸（アラニンなど）のほか、非タンパク性アミノ酸（イソバリンなど）が見つかったが、左右構造を持つアミノ酸はほぼ1：1で存在し、非生物な合成プロセスを示す。
* 炭化水素としてはアルキルベンゼンや多環芳香族炭化水素であるナフタレン、フェナントレン、ピレン、フルオランテンなどが主に存在した。これらの存在パターンは地球上の熱水原油のパターンと似ており、リュウグウ母天体上で水の影響を受けていたことが示唆される。
* 試料表面をメタノールでスプレーしてその場分析すると、異なる有機分子が異なる空間分布で存在しており、リュウグウ母天体上で、流体と鉱物との相互作用の中で、有機化合物が移動・分離した可能性が示唆された。
* 小惑星表面からはいろいろな過程で物質が宇宙空間に放出されることが観察されており、リュウグウ表面の有機分子が他の天体に運ばれる可能性がある。また、リュウグウなどの小惑星表面は炭素資源としても利用できることを示している。

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【論文情報】

雑誌名：　Science
論文タイトル：　Soluble organic molecules in samples of the carbonaceous asteroid (162173) Ryugu
著者： Naraoka, H.¹, Takano, Y.², Dworkin, J.P.³, Oba, Y.⁴, Hamase, K.⁵, Furusho, A., Ogawa, N.O.², Hashiguchi, M.⁶, Fukushima, K.⁷, Aoki, D.⁷, Schmitt-Kopplin, P.^8,9,10, Aponte, J.C.³, Parker, E.T.³, Glavin, D.P.³, McLain, H.L.^3,11,12, Elsila, J.E.³, Graham, H.V.³, Eiler, J.M.¹³, Orthous-Daunay, F.-R.¹⁴, Wolters, C.¹⁴, Isa, J.^15,16, Vuitton, V.¹⁴, Thissen, R.¹⁷, Sakai, S.², Yoshimura, T.², Koga, T.², Ohkouchi, N.², Chikaraishi, Y.⁴, Sugahara, H.¹⁸, Mita, H.¹⁹, Furukawa, Y.²⁰, Hertkorn, N.⁸, Ruf, A.^21,22,23, Yurimoto, H.²⁴, Nakamura, T.²⁰, Noguchi, T.²⁵, Okazaki, R.¹, Yabuta, H.²⁶, Sakamoto, K., Tachibana, S.^18,27, Connolly, Jr., H.C.²⁸, Lauretta, D.S.²⁹, Abe, M.^18,30, Yada, T.¹⁸, Nishimura, M.¹⁸, Yogata, K.¹⁸, Nakato, A.¹⁸, Yoshitake, M.¹⁸, Suzuki, A.³¹, Miyazaki, A.¹⁸, Furuya, S.²⁷, Hatakeda, K.³¹, Soejima, H.³¹, Hitomi, Y.³¹, Kumagai, K.³¹, Usui, T.¹⁸, Hayashi, T.¹⁸, Yamamoto, D.¹⁸, Fukai, R.¹⁸, Kitazato, K.³², Sugita, S.^16,27, Namiki, N.^30,33, Arakawa, M.³⁴, Ikeda, H.¹⁸, Ishiguro, M.³⁵, Hirata, N.³¹, Wada, K.¹⁶, Ishihara, Y.³⁶, Noguchi, R.³⁷, Morota, T.²⁷, Sakatani, N.³⁸, Matsumoto, K.³⁸, Senshu, H.¹⁶, Honda, R.³⁹, Tatsumi, E.⁴⁰, Yokota, Y.¹⁸, Honda, C.³², Michikami, T.⁴¹, Matsuoka, M.¹⁸, Miura, A.¹⁸, Noda, H.^30,33, Yamada, T.¹⁸, Yoshihara, K.¹⁸, Kawahara, K.¹⁸, Ozaki, M.^18,30, Iijima, Y.^18*, Yano, H.^18,30, Hayakawa, M.¹⁸, Iwata, T.¹⁸, Tsukizaki, R.¹⁸, Sawada, H.¹⁸, Hosoda, S.¹⁸, Ogawa, K.⁴², Okamoto, C.^34*, Hirata, N.³³, Shirai, K.³³, Shimaki, Y.¹⁸, Yamada, M.¹⁶, Okada, T.^18,43, Yamamoto, Y.^18,30, Takeuchi, H.^18,30, Fujii, A.¹⁸, Takei, Y.¹⁸, Yoshikawa, K.³⁶, Mimasu, Y.¹⁸, Ono, G.³⁶, Ogawa, N.¹⁸, Kikuchi, S.^16,33, Nakazawa, S.¹⁸, Terui, F.⁴⁴, Tanaka, S.^18,30, Saiki, T.¹⁸, Yoshikawa, M.^18,30, Watanabe, S.⁶ and Tsuda, Y.¹⁸

¹Department of Earth and Planetary Sciences, Kyushu University, Fukuoka 819-0395, Japan.
²Biogeochemistry Research Center, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, Yokosuka 237-0061, Japan.
³Solar System Exploration Division, NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD 20771, USA.
⁴Institute of Low Temperature Sciences, Hokkaido University, Sapporo 060-0189, Japan.
⁵Graduate School of Pharmaceutical Sciences, Kyushu University, Fukuoka 812-8582, Japan.
⁶Graduate School of Environment Studies, Nagoya University, Nagoya 464-8601, Japan.
⁷Graduate School of Bioagricultural Sciences, Nagoya University, Nagoya 464-8601, Japan.
⁸Helmholtz Munich, Analytical BioGeoChemistry, Neuherberg 85764, Germany.
⁹Technische Universität München, Analytische Lebensmittel Chemie, Freising 85354, Germany.
¹⁰Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching bei München 85748, Germany.
¹¹Center for Research and Exploration in Space Science and Technology, NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD 20771, USA.
¹²Department of Physics, The Catholic University of America, Washington, D.C. 20064, USA.
¹³Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA.
¹⁴Université Grenoble Alpes, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National d'Etudes Spatiales, L'Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble, Grenoble 38000, France.
¹⁵Earth-Life Science Institute, Tokyo Institute of Technology, Tokyo 152-8550, Japan.
¹⁶Planetary Exploration Research Center, Chiba Institute of Technology, Narashino 275-0016, Japan.
¹⁷Université Paris-Saclay, CNRS, Institut de Chimie Physique, Orsay 91405, France.
¹⁸Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), Sagamihara 252-5210, Japan.
¹⁹Department of Life, Environment and Material Science, Fukuoka Institute of Technology, Fukuoka 811-0295, Japan.
²⁰Department of Earth Science, Tohoku University, Sendai 980-8578, Japan.
²¹Université Aix-Marseille, CNRS, Laboratoire de Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires, Marseille 13397, France.
²²Department of Chemistry and Pharmacy, Ludwig-Maximilians-University, Munich 81377, Germany.
²³Excellence Cluster ORIGINS, Garching 85748, Germany.
²⁴Department of Earth and Planetary Sciences, Hokkaido University, Sapporo 060-0810, Japan.
²⁵Division of Earth and Planetary Sciences, Kyoto University, Kyoto 606-8502, Japan.
²⁶Department of Earth and Planetary Systems Science, Hiroshima University, Higashi-Hiroshima 739-8526, Japan.
²⁷Department of Earth and Planetary Science, University of Tokyo, Tokyo 113-0033, Japan.
²⁸Department of Geology, School of Earth and Environment, Rowan University, Glassboro, NJ 08028, USA.
²⁹Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona, Tucson, AZ 85721, USA.
³⁰School of Physical Sciences, The Graduate University for Advanced Studies, Hayama 240-0193, Japan.
³¹Marine Works Japan Ltd., Yokosuka 237-0063, Japan.
³²Aizu Research Cluster for Space Science, University of Aizu, Aizu-Wakamatsu 965-8580, Japan.
³³Research of Interior Structure and Evolution of Solar System Bodies, National Astronomical Observatory of Japan, Mitaka 181-8588, Japan.
³⁴Department of Planetology, Kobe University, Kobe 657-8501, Japan.
³⁵Department of Physics and Astronomy, Seoul National University, Seoul 08826, Republic of Korea.
³⁶Research and Development Directorate, JAXA, Sagamihara 252-5210, Japan.
³⁷Faculty of Science, Niigata University, Niigata 950-2181, Japan.
³⁸Department of Physics, Rikkyo University, Tokyo 171-8501, Japan.
³⁹Center of Data Science, Ehime University, Matsuyama 790-8577, Japan.
⁴⁰Instituto de Astrofísica de Canarias, University of La Laguna, Tenerife E-38205, Spain.
⁴¹Faculty of Engineering, Kindai University, Higashi-Hiroshima 739-2116, Japan.
⁴²JAXA Space Exploration Center, JAXA, Sagamihara 252-5210, Japan.
⁴³Department of Chemistry, University of Tokyo, Tokyo 113-0033, Japan.
⁴⁴Department of Mechanical Engineering, Kanagawa Institute of Technology, Atsugi 243-0292, Japan.
^*Deceased.

DOI番号：　10.1126/science.abn9033
URL：　https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn9033

【研究代表者】

大学院環境学研究科　橋口 未奈子　助教
https://www.eps.nagoya-u.ac.jp/~geochem/