생명을 형성하는 아미노산의 수수께끼

Creator: Bryan Goff

오리온 대성운(M42)의 별 형성 영역에 원형 편광이라는 특수한 빛이 태양계 크기의 400배 이상까지 확산되고 있는 것으로 나타났다. 특수한 빛은, 지구상의 생명의 근원이 되는 아미노산이 '왼쪽형'인 원인의 하나로 생각되며, 원시 태양계는 오리온 성운과 같이, 별 형성 영역에 형성된 대규모 원형 편광에 삼켜졌었을 가능성이 제시되었다.

거대한 별 형성 영역의 원형 편광과 거기에서 태어난 원시 태양계의 이미지 - 国立天文台

지구상의 생물의 기본 구성물질인 단백질은 아미노산으로 구성되어 있다. 아미노산은 원자가 입체적으로 결합된 분자로, 왼손과 오른손처럼 서로 경상관계에 있는 경상이성체가 존재한다. 아미노산의 경상이성체는 L형(왼쪽형)과 D형(오른쪽형)로 분류되며, 일반적으로 거의 동량생성되는 것으로 알려져 있다.

그러나 지구상의 생명을 구성하는 아미노산은 대부분 왼쪽형으로 되어 있다. 이 아미노산의 경상이성체의 편향은, 생명의 기원과 관계가 있는 것은 아닌지 주목받아 왔다. 그런 편향의 원인으로는 우주 공간에서 일어나는 화학 반응을 들 수 있다.

그것은 원형 편광이라는 특수한 빛에 비추어 진 상황에서 일어나는 화학 반응이다. 1998년 오리온 성운의 중심 영역에서 강한 원형 편광이 발견되었는데, 당시의 기술로는 관측할 수 있는 공간이 좁았고, 약한 원형 편광의 검출이 어려워 그 전모를 밝힐 수 없었다.

Credit: NASA, ESA, M. Robberto

국제적 공동연구그룹은 남아공의 천문대 서덜랜드관측소(Sutherland, SAAO )의 IRSF망원경에 탑재되는 넓은 영역의 편광을 파악할 수 있는 근적외선 편광 관측장치 'SIRPOL'를 사용하여 오리온 성운의 중심 영역을 관측했다. 그 결과, 태양계의 크기의 약 400배 이상에 해당하는 원형 편광의 확산이 발견되었다. 지금까지 이처럼 광범위하게 퍼진 원형 편광이 발견된 적은 없었다.

이 원형 편광의 강한 영역은 오리온 성운으로 유명한 거대한 별 형성 영역에 위치한다. 이 영역에서는 여러 거대한 별이 태어나고 있다고 믿고 있다. 지구상의 운석의 분석 연구에서, 태양계 근처에 한때 거대한 별이 존재하고 있었던 것이 시사되고 있다 . 또한 여러 운석 중의 아미노산을 분석한 결과, 경상이성체가 한쪽으로 치우쳐 있는 것도 알고 있다.

연구그룹은 과거에 진행되어 온 연구와 이번 발견을 바탕으로 다음과 같은 시나리오를 추정하고 있다. 태양계는 오리온 성운과 같은 거대한 별 형성 영역에서 형성되었고, 그 후 이번에 발견된 것과 같은 대규모 원형 편광에 삼켜졌다. 그리고 단방향의 원형 편광의 조사를 받은 결과, 아미노산 경상이성체 이상이 생겨, 왼쪽형 아미노산에 치중하게 되었다. 그 후 운석에 의해 지구에 반입됐다는 것이다.

이번 발견은 지구상 생명의 기원에 육박하는 중요한 지식을 제공하고, 우주생물학이라는 새로운 분야에서도 의미있는 성과의 하나가 되었다.

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빛은 전자파의 일종으로, 전기장과 자기장이 진동하며 공간을 전해 간다. 그 빛이 구름에 의해 산란되면 편광이 생기지만, 원형 편광은 빛 진동의 특수한 상태를 말한다. 빛 진동의 궤적이 동그라미를 그리는 경우를 원형 편광이라고 하며, 오른쪽 회전 원형 편광과 왼쪽 회전 원형 편광이 있다.

출처 참조 번역
生命をかたちづくったアミノ酸の謎に迫る
https://www.astroarts.co.jp/news/2010/04/09amino-acid/index-j.shtml