Science Lecture 2021「宇宙にも氷があるって知ってた？―暗黒星雲に浮かぶ氷微粒子とその役割―」を開催

低温科学研究所教授　渡部直樹

Science Lecture　宇宙　連携協定　雪氷

北海道大学低温科学研究所と読売新聞北海道支社は10月23日（土）、低温科学研究所講堂 (北19西8)にて、「Science Lecture（サイエンスレクチャー）2021『宇宙にも氷があるって知ってた？―暗黒星雲に浮かぶ氷微粒子とその役割―』」を開催しました。新型コロナウイルス感染拡大防止のため、当日は抽選で選ばれた小・中・高校生25名とその保護者が来場し、来場できなかった十数名がオンラインで参加しました。宇宙に存在する氷の話や、それが分子の生成や進化にどのように役立っているのかを解説する講義の後、宇宙空間の極低温・真空環境を実感するために、特殊な装置等を用いた実演実験を行いました。終了後、希望者は -50 ℃の世界を体感できる低温室を見学するなど、盛り沢山の内容でした。

Science Lecture 2021を開催する低温科学研究所は、北海道大学初の附置研究所として1941年に設立されました。以来、雪氷学にとどまらず寒冷圏および低温環境に関わる様々な自然現象に焦点をあてた基礎と応用の研究に取り組んでいます。今年、創立80周年の節目を迎えました。

見えないものが見えてくる！見えかけたはずが、見失う。
ワクワクオヤオヤフムフムするのが科学です。

はじめに主催者を代表して、読売新聞北海道支社支社次長渡辺亮さんと北海道大学理事・副学長（研究担当）増田隆夫さんの挨拶がありました。渡辺さんは、「サイエンスレクチャーのコンセプトにあるように、ワクワクオヤオヤフムフムする体験を通じて、科学への興味を深めて欲しいです。これからの時間、楽しく学んでいってください」と話しました。また増田さんは、サイエンスを理解するために必要な「知識」を「蛍」に例えて、「闇夜に光る蛍のように、知っていると見えてくるもの、何が起こっているのか分かるものがあります。知識をどんどん増やして、これまで見えなかったものを目に見える蛍にしていきましょう。」と語りました。

挨拶する読売新聞北海道支社渡辺亮支社次長

挨拶する北海道大学増田隆夫理事・副学長

暗黒星雲に浮かぶ氷微粒子とその役割

講義をしたのは低温科学研究所教授渡部直樹さん。渡部さんは、宇宙で分子がどのように生成・成長し、どこまで複雑になりうるのかを、実験的に解き明かそうとしています。2008年には、世界で初めて宇宙空間で氷が生成される過程を実験で再現することに成功しました。その他にも、ホルムアルデヒドやメチルアルコールなどの有機物が、宇宙空間で生成する過程を世界に先駆けて再現しています。

低温科学研究所渡部直樹教授

宇宙で最初の氷は、星が誕生するはるか以前に-263 ℃の「暗黒星雲」でつくられたといいます。暗黒星雲とは、ガスや塵（鉱物微粒子）が密集した領域で、そこで太陽のような恒星や地球のような惑星、そして太陽系も生み出されたと考えられています。塵が光を遮るため黒い雲のように見えます。

ハッブル宇宙望遠鏡で撮影したわし星雲M16の中心部にある暗黒星雲(Image: NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI/AURA))

宇宙空間で最初に出来る氷は、暗黒星雲を漂う鉱物微粒子の表面で水素原子と酸素原子が繰り返し反応することで形成し、やがて鉱物を覆って氷微粒子となります。

氷微粒子の形成（提供：渡部教授）

氷微粒子は、化学反応が起こりにくい極低温・真空状態の宇宙空間で、分子が生成・進化するために重要な役割を担っています。冷たい氷微粒子の表面には、様々な原子や分子がくっつき、長い時間接しているため化学反応が起こりやすくなるのです。渡部さんは、「これまでの研究で、氷微粒子上でどのように反応が進むのかが分かってきました。生命の源となる複雑な有機物やアミノ酸も生成するのではないかと期待しています」と語りました。最後に、暗黒星雲の氷微粒子を材料として、太陽系がどのようにつくられていったのかを解説しました。

講義の様子