生命の化学的起源に関係のある分子が、火山や地熱系に見られる岩の割れ目を通る熱流によって精製され得ることが実験室実験で明らかになった。このことを報告する論文が、Natureに掲載される。今回の研究から、生命の最初の構成要素が複雑な化学混合物からどのように形成されたかについての説明が得られた。 生体高分子とその成分の形成は、初期地球における生命の起源の重要な瞬間だった。しかし、そうした経路を実験室内で再現するのは困難で、多くの場合、これらの複雑な反応から数多くの副産物が生じる。このことは、生物を構成する生体関連物質が無視できる程度に少ないことを意味する。こうした要素を精製する方法を考案しようとするこれまでの試みでは、一度に広範囲の分子を単離することができず、方法の特異性に限界があった。 今回、Christof Mastらは、地質学的な発想によって作られた、微小な亀裂（厚さ170マイクロメートル

衝突によって放出され月全体に散在していることが見つかった、融解物質の冷却によって形成されたガラスビーズは、大量の水を保持できる可能性があるという報告がNature Geoscienceに掲載される。この発見は、中国の嫦娥5号計画で得られた試料を分析した結果によるもので、月の土壌にはこれまで考えられていたよりも多くの量の太陽風由来の水が含まれていることを示唆している。 月は乾燥しているとこれまで考えられていたが、アポロ計画で収集された試料の分析によって、月の内部から鉱物内部に水が保持されていることが分かり、オービターにより、月表面の至る所に水の存在が検出されている。太陽風と月表面の物質との相互作用によって水が生成され、月表面で水循環が維持されている可能性があると考えられている。しかしながら、月表面における水の貯蔵庫はまだ確認されていなかった。 Sen HuとHejiu Huiたちは今回、嫦娥

木星の低密度の中心核は、木星が形成される最終段階に、天王星ほどの質量の原始惑星が木星に衝突した結果かもしれないことがシミュレーションで分かった。この結果は、巨大衝突は惑星の形成期には頻繁に起こっている可能性を示している。 木星と、木星探査機ジュノー。 Credit: Vadim Sadovski/Getty 米航空宇宙局（NASA）の木星探査機ジュノーは、この数年で木星の重力場を極めて精密に測定した1,2。この測定の結果、木星の水素とヘリウムからなる流体のエンベロープ（外層）の組成は一様ではないことが明らかになった。つまり、エンベロープの内側の部分は、外側の部分よりも重元素（水素とヘリウムよりも重い元素）を多く含んでいる3,4。中山大学物理・天文学科（中国珠海市）のShang-Fei Liu（劉尚飛）ら（自然科学研究機構アストロバイオロジーセンター特任助教、堀安範を含む）は、この非対称性は

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反復する高速電波バーストが検出されたことを報告する論文が、今週掲載される。反復する高速電波バーストが検出されたのはこれが2度目で、今回の観測で新たに検出された13回の高速電波バーストに含まれている。なお、これらの高速電波バーストについては、同時掲載のもう1編の論文で報告されている。 高速電波バースト（FRB）は、銀河系外で数ミリ秒間継続する電波閃光で、その物理的な起源は分かっていない。反復するFRBは、これまでに1度だけ検出されており、FRB 121102と命名された。また、これまでの記録によれば、電波周波数が最も低いFRBは700メガヘルツだった。 今回、CHIME（カナダ水素密度マッピング実験）/FRBコラボレーションによる1つ目の論文には、CHIMEの観測装置によって新たに13回のFRBが検出されたことが紹介されている。そのうちの少なくとも7回は400メガヘルツで、これまでに記録され

アルカリ金属を水に入れると派手に爆発する。化学の授業でおなじみのこの実験の反応機構が、実は長く誤解されてきたことが、ハイスピードカメラを使った研究で判明した。 ナトリウム‐カリウム合金の液滴が水中に落下する様子。左側は水面を斜め上から、右側は水面を斜め下から捉えた画像。金属液滴が水面に触れた直後、超高速でスパイクが形成されている様子が見て取れる。また、スパイクが成長していく過程では液滴周囲の溶液が青紫色に変化している。 Ref.1 金属ナトリウムや金属カリウムの塊を水中に投げ入れ、爆発を眺める。化学を使った悪ふざけの定番ともいえるこの爆発反応は、アルカリ金属の高い反応性を説明する実験として、何世代にもわたり化学を学ぶ学生たちを驚嘆させてきた。ところが今回、これまで単純明快とされてきたその反応機構の裏に、一連の興味深いプロセスが隠されていたことが明らかになった1。 アルカリ金属が水と接触して

天文学：バーナード星を回る候補惑星 2018年11月15日 Nature 563, 7731 バーナード星は、太陽に最も近い単独の星である（さらに近いのは、三重連星系であるケンタウルス座α星の3つの星だけである）。この星は長く惑星探査の対象となってきたが、これまでこの星での惑星発見の主張は全て反証されている。今回I Ribasたちは、20年にわたって収集されたデータセットを使って、視線速度の測定結果に233日周期の周期的な信号が存在することを示している。そしてこの結果が、平衡温度で水が凍結する場所である「雪線」の近傍を回る、地球質量の少なくとも3.2倍のスーパーアースによるものとして矛盾しないと結論している。

木星探査機ジュノーの観測結果から、木星での雷の分布と発生率に関する新たな知見が得られたことを報告する論文が今週、NatureとNature Astronomyに掲載される。 1979年に惑星探査機ボイジャー1号が木星の周囲で超低周波の電波放射を検出し、音程が下がっていく口笛の音に似ていたことから、ホイッスラーと呼ばれた。ホイッスラーは、巨大ガス惑星である木星の大気中で発生する雷によって生じると考えられている。木星の雷は、これまでに木星に接近した探査機の大半によって観測されており、メガヘルツ域の信号の検出が試みられているが、これまでの成果は、夜側の光学画像と低周波（キロヘルツ域）の電波の検出だけだ。 Natureに掲載されるShannon Brownたちの論文では、木星における600メガヘルツという高周波の雷空電（雷によって生じる広帯域の電磁波の総称）の観測結果が示されている。この結果から、

探査機ジュノーの計測器JIRAMが捉えた木星の南極の様子。極を中心とする1つのサイクロンを5つの周極性サイクロンが取り囲んでいる。 Credit: NASA/SWRI/JPL/ASI/INAF/IAPS Credit: NASA/SWRI/JPL/ASI/INAF/IAPS 今週号には、木星を探査するジュノーミッションに基づく4本の論文が掲載されている。最初の論文で、A Adrianiたちは、木星の両極域の可視光観測と赤外線観測について報告し、どちらの極にも明瞭なサイクロンが存在することを見いだしている。表紙は、探査機ジュノーに搭載された計測器JIRAMで得られた画像で、木星の北極を中心とする1つのサイクロンとそれを取り囲む8つのサイクロンである。色は放射熱を示していて、黄色の部分は雲が薄く輝度温度は約−13°Cであるのに対し、暗赤色の部分は雲が最も厚く約−83°Cである。第二の論文では、

磁気圏の風によって月まで運ばれた生命活動由来の地球の酸素 Biogenic oxygen from Earth transported to the Moon by a wind of magnetospheric ions 2017年1月30日 Nature Astronomy 1 : 26 doi: 10.1038/s41550-016-0026 拡大する 月は、その軌道上で5日間は地球の磁気圏によって太陽風の爆撃から遮蔽されており、この磁気圏は地表からのイオンで満たされている。地表の窒素と希ガスが月の土中に存在する可能性は、それらの同位体組成に基づいて議論されてきたが、月の金属における酸素同位体の複雑な分別（とくに16 Oに乏しい成分の起源）は依然として謎である。本論文では、日本の探査機かぐやの観測により、月が地球のプラズマ・シート内に位置していたときにだけ、1~10 keVのO＋

恐竜を絶滅させた小惑星の衝突は、地表の約13％を占める炭化水素リッチな地帯でなければ大量絶滅を生じなかった、とする研究論文が、今週掲載される。 6600万年前、現在のメキシコで起こったチクシュルーブの小惑星衝突は生態系を崩壊させ、陸上の植生を破壊して、恐竜と約75％の陸上・海洋動物を絶滅させた。過去の研究では、岩石中の炭化水素が小惑星の衝突で燃焼して成層圏のすすと硫酸塩エアロゾルを生じ、極度の地球寒冷化と乾燥が起こったことが明らかにされている。しかし、岩石中の炭化水素と硫黄の量は場所によって大きく異なることから、絶滅事象の確率は衝突の場所に依存したと考えられる。 海保 邦夫（かいほ・くにお）と大島 長（おおしま・なが）は、地中に存在する炭化水素と硫酸塩の量に基づいて、仮想の小惑星衝突で生成する成層圏のすすと硫酸塩の量を計算した。20、200、500、1500、および2600テラグラム（Tg

月に届く地球の風 寺田 健太郎、横田 勝一郎 2017年2月号掲載 地球に一番近く、空を見上げればそこにある月。このなじみ深い天体を日本の探査機「かぐや」が調査したことは、よく知られている。このほど、地球の高層大気圏から流失したO+イオンが月にまで届いていることが、大阪大学・名古屋大学・JAXA（宇宙航空研究開発機構）の共同研究により突き止められ、 2017年創刊のNature Astronomy 2月号に発表された。検出されたO+は高いエネルギーを持ち、月表面の数十nmまで貫入することができる。このことは、太古から現在に至るまで、月が常に地球由来の物質にさらされてきたことを明らかにした初めての成果である。研究の中心となった、大阪大学大学院理学研究科の寺田健太郎さんとJAXA宇宙科学研究所の横田勝一郎さんにお話を伺った。 「かぐや」の模型を持つ横田さん（左）と月の模型を持つ寺田さん（右）

冥王星のクジラ模様は、衛星形成時のジャイアント・インパクトの痕跡だった 玄田 英典、関根 康人 2017年2月号掲載 かつては太陽系の第9惑星とされた準惑星「冥王星」。2015年、米国航空宇宙局（NASA）の探査機ニューホライズンズが冥王星に最接近した際に撮影した、表面の褐色のクジラ模様と白いハート模様の鮮明な画像は、世界の研究者を驚かせた。冥王星の表面に氷の火山や氷河だけでなく、多様な物質や地形の存在が確認されたからだ。この褐色のクジラ模様は、どうしてできたのか。東京大学大学院理学系研究科地球惑星科学専攻准教授、関根康人さんと、東京工業大学地球生命研究所特任准教授の玄田英典さんらは、巨大な天体が冥王星に衝突する「ジャイアント・インパクト」（巨大天体衝突）によって衛星「カロン」が形成された時の痕跡であることを突き止めた。ジャイアント・インパクトが改めて惑星、衛星の形成に重要な役割を示す成果

地球内核内の核融合による熱生成の可能性 Possible generation of heat from nuclear fusion in Earth’s inner core 2016年11月23日 Scientific Reports 6 : 37740 doi: 10.1038/srep37740 拡大する 地球内部から放出される熱の決定的な原因と発生源についてはまだ分かっていない。熱は放射性崩壊や地球原子炉により供給されていると提案している研究グループもある。本論文では、熱の生成は核の中心にある六方晶系FeDx結晶内に閉じ込められた重陽子の三体核融合の結果であるという仮説を提案する。この反応速度は、高圧（約364GPa）および高温（約5700K）の複合引力効果と、中性パイ中間子（パイオン）（2D + 2D + 2D → 21H+4He + + e- + 21.63 MeV）による

74の分類群に属する多様な恐竜について、骨の解剖学的特徴を細かく調べた研究から、主要な系統群の間に新たな類縁関係が浮かび上がった。恐竜の分類に関する長年の定説を根本から覆す今回の新説で、「教科書の書き換え」が必要になるかもしれない。 今回の研究で姉妹群である可能性が示された、獣脚類のティラノサウルス・レックス（右）と鳥盤類のトリケラトプス（左）。 Credit: JoeLena/E+/Getty 『恐竜は、骨盤が鳥類に似た「鳥盤類」と骨盤が爬虫類に似た「竜盤類」の2群に分類される』。この、130年間にわたって広く認められてきた分類法が、もはや意味をなさなくなる可能性が出てきた。見慣れた恐竜の進化系統樹を根本から書き換えるような新説が、Nature 2017年3月23日号501ページで発表されたのである1。この論文では、現在の系統樹に対する数々の修正が提案されているが、中でも特に大きな変更は

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地球上の生命の歴史において最も重要な海洋生物多様性の増加の1つがオルドビス紀に起こっており、これまでの学説では隕石爆撃に結び付けて考えられていたが、今週掲載される論文によれば、そのような結び付きはなかったという。 Great Ordovician Biodiversification Event（GOBE）とは、地球上の海洋動物と海洋植物の多様化が爆発的に起こり、地球上の生命にとっての大きな進化段階となった事象のことで、約4億7100万年前に始まった。これまでGOBEの開始は、それとほぼ同時期に起こったと考えられている地球上での激しい隕石爆撃現象に関連したものと考えられていた。 今回、Anders Lindskogの研究チームは、隕石が含まれるスウェーデンの堆積層で採取されたジルコン結晶の年代を決定し、これと関連性を有する隕石物質の宇宙線照射年代に関する既報のデータと比較して、隕石爆撃が始

生物は豊富にあるケイ素を利用しない。このたび、ケイ素と化学結合を形成して体内の生化学経路に取り込むことのできる酵素が見いだされた。さらに、ほんの数カ所の変異を加えたところ、人工触媒をしのぐ効率でケイ素–炭素結合を形成した。 ケイ素と炭素の間に化学結合を形成できる酵素が、アイスランドの温泉（有名なブルーラグーンを含む）に生息する細菌から発見された。 Credit: Arctic-Images/The Image Bank/Getty ケイ素は、至る所に存在し、地殻中の存在度が酸素の次に高い元素である。それにもかかわらず、生体内の生化学過程になぜ取り込まれないのか分かっていない。 だが今回、生物は機会を与えられれば、ケイ素と炭素の間に化学結合を形成できることが見いだされた。カリフォルニア工科大学（米国パサデナ）の化学エンジニアFrances Arnoldらは、温泉に生息するある細菌から得た天然

ブラジルに生息するオマキザルの一種には石を打ち割る習性があり、その結果生じる石の破片は、旧石器時代の人類が作った剥片石器によく似ていることが報告された。これは、考古学における石器の解釈にまさに一石を投じる発見かもしれない。 石を打ち割って得られた剥片を、さらに別の石に打ちつけて石英の粉末を得るヒゲオマキザル。 Credit: M.Haslam 2016年1月、オックスフォード大学（英国）の考古学者Tomos Proffittは、同僚のMichael Haslamが持ち帰った珪岩（主に石英からなる岩石）の加工片を調べていた。そのいくつかは、アフリカ東部で発見された、300万～200万年前に人類が作製したとされる縁の鋭い石器「剥片石器」によく似ていた。 ところがHaslamによると、それらの加工片はこの2年ほどの間にブラジルのヒゲオマキザル（別名クロスジオマキザル；Sapajus libidi