「重いメタノール」が若い星の周りで大量検出―既知の化学モデルでは説明不可
ペルセウス分子雲にある若い原始星の周囲で、通常とは異なる形のメタノール（木精）が初めて確実に検出された。木材防腐剤の原料としても知られるメタノールだが、今回発見されたのは「完全重水素化メタノール」と呼ばれる極めて稀な形態である。アルナウド・ベロッシュが率いるマックス・プランク電波天文学研究所（MPIfR）の国際研究チームが、この成果を天文学専門誌『Astronomy & Astrophysics』に発表した。
検出対象となったのはIRAS4A2という原始星で、ペルセウス分子雲内の1,000光年彼方に位置する。アタカマ・ミリ波サブミリ波干涉計（ALMA）で観測された際、原子核に含まれる水素をより重い同位体である重水素（D）に置き換えた構造のメタノール（CD3OD）が確認された。星間空間で検出されたのは今回が初めてであり、同時に4つの重水素を持つ分子の検出も史上初の事例となる。
化学モデルが予測する100倍の濃度で存在
研究チームはアルマデータから、原始星周辺のメタノール同位体の化学的な存在量も決定した。その結果、完全重水素化メタノール（CD3OD）の濃度は化学モデルの予測値をはるかに上回っていた。具体的には、現在の理論計算では説明できない約100倍の豊富さで存在していたのだ。
この矛盾は、既知のメタノール形成過程の外に、未知の物理・化学過程が働いていることを強く示唆している。マックス・プランク宇宙物理研究所（MPE）の研究グループリーダーであるシルヴィア・スペッツァーノは、重水素化によって星と惑星の形成過程における分子の化学進化を追跡でき、複雑な有機分子がいかにして星間雲から惑星系へと受け継がれるのかを理解する手がかりが得られると説明している。
新たな分析対象へ―研究の次段階
研究チームが検出したデータには、まだ正体不明のスペクトル線も含まれている。CD3ODの発見を踏まえると、これらは単重水素化メタノール（CH2DOD）や二重水素化メタノール（CHD2OD）といった、より複雑な重水素置換体である可能性が高い。確認には実験室での分光データが必要であり、現在チームはその取得を進めている。
マックス・プランク宇宙物理研究所の天体化学研究センターでは、こうした重水素化された複雑な有機分子の分光特性を系統的に調査する実験室プログラムを実施中だ。これらの分子は化学的な「タグ」として機能し、分子複雑性の成長過程を追跡するための重要な手がかりになると期待される。
本研究はアルマコンパス大規模プログラム（ALMA COMPASS Large Program）の一環として実施され、太陽のような11個の若い原始星系を対象とした複雑有機分子の観測調査に基づいている。同プログラムからはこの論文を含め計7件の研究論文が発表される予定である。
出典: Universe Today
