우주 화학

Cosmochemistry
운석은 종종 우주 화학의 일부로 연구된다.

우주화학(Cosmechemistry, ) 또는 화학 우주론은 우주의 물질의 화학적 조성과 그러한 [1]조성을 이끈 과정을 연구하는 학문이다.이는 주로 운석 및 기타 물리적 샘플의 화학적 조성에 대한 연구를 통해 이루어진다.운석의 소행성 모체가 초기 태양 성운에서 응축된 최초의 고체 물질 중 일부였다는 것을 고려하면, 우주 화학자들은 일반적으로 태양계 안에 포함된 물체에 대해 관심을 가지고 있지만, 전유물은 아니다.

역사

1938년, 스위스의 광물학자 빅터 골드슈미트와 그의 동료들은 몇몇 지상 및 운석 [2]샘플에 대한 분석을 바탕으로 소위 "우주적 풍부성"의 목록을 작성했다.골드슈미트는 지구와 대기의 고유 과정으로 인해 지구의 암석들이 상당한 양의 화학적 변화를 겪었다고 주장함으로써 운석 조성 데이터를 그의 표에 포함시키는 것을 정당화했다.이것은 지상 암석만을 연구한다고 해서 우주의 화학적 구성에 대한 정확한 전체적인 그림을 얻을 수 없다는 것을 의미했다.따라서, 골드슈미트는 보다 정확하고 견고한 데이터를 생산하기 위해서는 외계 물질도 포함되어야 한다고 결론지었다.이 연구는 현대 우주 화학의 [1]토대라고 여겨진다.

1950년대와 1960년대 동안, 우주 화학은 과학으로 더 많이 받아들여졌다.우주화학의 [1]아버지 중 한 명으로 널리 알려진 해롤드 유리는 결국 원소의 기원과 별의 화학적 풍부함을 이해하게 된 연구에 참여했습니다.1956년, 유레이와 그의 동료인 독일 과학자 한스 수에스는 운석 [3]분석에 기초한 동위원소를 포함하는 최초의 우주 풍부도 표를 발표했다.

1960년대 내내 분석 기구, 특히 질량 분석의 지속적인 정교함은 우주 화학자들이 운석 내 원소의 동위원소 함량에 대한 상세한 분석을 수행할 수 있게 했다.1960년, 존 레이놀즈는 운석 내 단수명 핵종의 분석을 통해, 태양계의 원소들이 초기 태양계의 과정의 연대표를 설정하기 시작한 태양계보다[4] 먼저 형성되었다는 것을 알아냈다.

운석

운석은 우주 화학자들이 태양계의 화학적 성질을 연구하기 위해 가지고 있는 가장 중요한 도구 중 하나이다.많은 운석들은 태양계 자체만큼 오래된 물질에서 나오며, 따라서 과학자들에게 초기 태양 [1]성운의 기록을 제공한다.탄소질 콘드라이트는 45억 6천만 년 [5]전에 형성된 이래로 많은 화학적 성질을 유지해왔기 때문에 우주 화학적 연구의 주요 초점입니다.

가장 원시적인 운석들은 또한 소량의 물질(< 0.1%)을 포함하고 있는데, 이것은 현재 태양계 자체보다 오래된 것으로 인식되고 있으며, 태양계가 형성된 먼지를 공급한 개별 초신성의 잔해에서 직접 파생되었다.이러한 입자들은 태양계와는 다른 이국적인 화학 작용(예: 흑연, 다이아몬드 또는 탄화 규소의 매트릭스)으로 식별할 수 있습니다.또한 이들은 종종 태양계의 나머지 부분(특히 태양)과 다른 동위원소 비율을 가지며, 서로 다른 여러 폭발적 초신성 사건의 발생원을 나타낸다.운석은 또한 성간 매체의 비가스성 원소로부터 수집된 성간 먼지 입자를 복합 우주 먼지("stardust")[1]의 한 종류로 포함할 수 있다.

지구에서 발견된 운석들에 대한 연구를 바탕으로 한 NASA의 최근 발견은 우리가 알고 있는 생명체의 구성 요소인 DNA와 RNA 성분들이 우주에서 [6][7][8]외계로 형성될 수 있다는 것을 암시한다.

혜성

2015년 7월 30일 과학자들은 67/P 혜성의 표면에 필레 착륙선을 처음 착륙시켰을 때 COSAC와 프톨레마이오스 기구에 의한 측정 결과 아세트아미드, 아세톤, 이소시아네이트 메틸,[9][10][11] 프로페오알데히드를 포함한 16개의 유기 화합물이 혜성에서 처음 발견되었다고 보고했다.

조사.

다음 항목도 참조하십시오.성간 공간의 분자 목록

2004년, 과학자들은[12] 붉은 직사각형 성운에서 방출되는 자외선에서 안트라센과 피렌의 스펙트럼 신호를 발견했다고 보고했다. (이러한 복잡한 분자는 지금까지 외계에서 발견된 적이 없다.)이 발견은 붉은 직사각형 성운과 같은 형태의 성운이 수명을 다함에 따라 대류 전류가 성운 중심부에 있는 탄소와 수소를 항성풍에 휘말리게 하고 [13]외부로 방출한다는 가설을 입증하는 것으로 여겨졌다.그것들이 식으면서, 원자들은 다양한 방법으로 서로 결합하고 결국 100만 개 이상의 원자의 입자를 형성한다고 추정됩니다.과학자들은[12] 그들이 성운에서 다환 방향족 탄화수소(PAHs)를 발견했기 때문에, 불가피하게 [13]성운에서 유래했을 것이라고 추측했다.

2009년 8월, NASA 과학자들은 [14]혜성에서 생명체의 기초 화학 물질 중 하나인 아미노산 글리신을 처음으로 확인했다.

2010년에는 성운에서 [15]풀레렌(또는 "버키볼")이 검출되었다.풀레렌은 생명의 기원에 관련되어 있다; 천문학자 레티지아 스탕겔리니에 따르면, "외계에서 온 버키볼이 [16]지구상의 생명체에 씨앗을 제공했을 가능성이 있다."

2011년 8월, 지구에서 발견된 운석에 대한 연구를 바탕으로, NASA의 발견은 우리가 알고 있는 생명체를 위한 구성 요소인 DNA와 RNA 성분(아데닌, 구아닌 및 관련된 유기 분자)이 [6][7][8]외계에서 형성될 수 있다는 것을 암시한다.

2011년 10월, 과학자들은 우주 먼지가 별에 [17][18][19]의해 자연스럽고 빠르게 생성될 수 있는 복잡한 유기물("방향족-지방족 구조가 혼합된 비정질 유기물")을 포함하고 있다고 보고했다.

2012년 8월 29일, 코펜하겐 대학의 천문학자들은 먼 별계에서 특정 당분자인 글리콜알데히드가 발견되었다고 보고했다.이 분자는 지구에서 [20][21]400광년 떨어진 원시성 쌍성 IRAS 16293-2422 주변에서 발견되었다.글리콜알데히드는 DNA와 기능이 비슷한 리보핵산, 즉 RNA를 형성하기 위해 필요하다.이 발견은 행성이 형성되기 전에 항성계에서 복잡한 유기 분자가 형성되어 결국 형성 [22]초기에 젊은 행성에 도착한다는 것을 암시한다.

9월 2012년에, 나사 과학자들은 다환 방향족 탄화 수소(PAHs), 성간 물질(ISM)조건에 복종하고, 수소 첨가, 산소와 히드록 실화를 통해 더 복잡한 organics—"길을 따라 아미노산과 뉴클레오타이드의, 단백질과 DNA의 원자재, 각각 향한 단계"으로 변해 가고 있다고 보도했다.[23][24]또한 이러한 변환의 결과로 PAHs는 분광학적 특징을 잃게 되는데, 이는 "성간 얼음 알갱이, 특히 차갑고 밀도가 높은 구름의 외부 영역이나 원시 행성계 [23][24]원반의 상부 분자층에서 PAH가 검출되지 않는 이유" 중 하나일 수 있다.

2013년, Atacama Large Millimeter Array (ALMA 프로젝트)는 연구원들이 성간 공간의 얼음 입자에서 중요한 한 쌍의 생물전 분자를 발견했다고 확인했다.ISM의 지구로부터 약 25,000광년 떨어진 거대한 가스 구름에서 발견된 이 화학물질은 DNA의 핵심 구성 요소의 전조일 수 있고 다른 하나는 중요한 아미노산의 형성에 역할을 할 수 있다.연구원들은 사다리 모양의 DNA 구조에서 "릉"을 형성하는 네 개의 핵염기 중 하나인 아데닌을 생성하는 시아노메타니민이라고 불리는 분자를 발견했다.에탄아민이라고 불리는 다른 분자는 유전 코드에 있는 20개의 아미노산 중 하나인 알라닌을 형성하는 역할을 하는 것으로 생각된다.이전에 과학자들은 이러한 과정이 별들 사이의 매우 희박한 가스 속에서 일어난다고 생각했다.그러나 새로운 발견은 이러한 분자들의 화학적 형성 순서가 가스가 아닌 성간 [25]공간의 얼음 알갱이 표면에서 발생했음을 시사한다.NASA 알마의 과학자 앤서니 레미잔은 이러한 분자들을 성간 가스 구름에서 발견하는 것은 DNA와 아미노산을 위한 중요한 구성 요소들이 새롭게 형성된 행성들을 [26]평생 화학적 전구체로 '씨앗'할 수 있다는 것을 의미한다고 말했다.

2014년 1월, NASA는 큐리오시티와 오퍼튜니티 탐사선에 의한 화성에서의 현재 연구가 플루비오 라쿠스트린 환경을 포함한 고대 물뿐만 아니라 자기영양, 화학영양 및/또는 화학영양 미생물에 기초한 생물권을 포함한 고대 생명체의 증거를 찾을 것이라고 보고했다.거주할 [27][28][29][30]수 있었을지도 모르는 고대 강이나 호수).화성에서 거주가능성, 타포노미, 그리고 유기 탄소의 증거를 찾는 것이 현재 NASA의 주요 [27]목표이다.

2014년 2월, NASA는 우주에서 다환 방향족 탄화수소(PAHs)를 추적하기 위한 대폭 업그레이드된 데이터베이스를 발표했습니다.과학자들에 따르면, 우주에 있는 탄소의 20% 이상이 생명체의 형성을 위한 시작 물질인 PAHs와 관련이 있을 수 있다.PAHs는 빅뱅 직후에 형성된 것으로 보이며, 우주 전체에 퍼져 있으며 새로운 별과 외부 [31]행성과 연관되어 있습니다.

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레퍼런스

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외부 링크

  • 행성 과학 연구 발견 우주 화학, 운석, 행성 과학에 관한 기사를 다룬 교육 저널